为保障无微生物污染的食品供应，快速检测微生物污染至关重要。过去二十年提出了多种生物传感器设计，涵盖不同结合配体、信号放大和检测机制；有些是基于复杂纳米颗粒化学和配体固定的自包含试纸条，有些是基于 ELISA 96 孔板的多步荧光检测，许多还使用昂贵抗体或 DNA 配体。但这些设计对多数用户并不实用，因为它们没有首先满足生物传感器基本...
人乳低聚糖（HMOs）是重要的益生元复杂碳水化合物，对新生儿肠道微生物群具有多种益处。然而，其生物合成优化受限于单糖组成和糖苷键分析通量较低。为实现 HMO 结构的高通量筛选，作者构建了基于大肠杆菌的全细胞生物传感器，通过异源表达具有高度糖苷键特异性的糖苷酶，将目标 HMO 水解并释放乳糖核心，进而激活 lac 操纵子并驱动绿色荧光...
紫外线辐射（UV-R）可造成皮肤基因毒性和光老化，防晒霜常用于减轻损伤，但其中合成屏蔽剂可能带来环境危害。天然来源物质有望替代有害防晒化学品，但大量样品筛选繁琐，且常需单独进行基因毒性评估。本文报道一种基于重组大肠杆菌 DPD2794 生物传感器的微孔板技术，用于筛选紫外线防护物质。该菌携带 recA'::lux 报告系统，可在 D...
本文以大肠杆菌为微生物工厂，利用精确代谢工程构建可生产番茄红素（lycopene）的工程菌株，用于低成本诊断生物传感器的背景研究。为增加前体供应，作者异源表达甲羟戊酸途径。结果表明，同时诱导番茄红素合成途径与甲羟戊酸途径可提高番茄红素产量，但若在诱导番茄红素途径之前先诱导甲羟戊酸途径，则同时降低番茄红素产量和生长速率。作者建立了改进...
珊瑚礁由与绿色荧光蛋白同源的真核色蛋白（CPs）着色。与荧光蛋白不同，CPs强烈吸收可见光，在环境光下呈现明显颜色，因而具有无需仪器检测、避免紫外损伤和背景荧光、高效FRET猝灭及光声成像等优势，可作为遗传标记并有望用于现场细胞生物传感器。然而，哪些真核CP基因适合在细菌中表达及如何定量检测尚不清楚。本研究利用密码子优化程序，将14...
传统理化传感器在环境质量评估中逐渐显现局限，生物监测技术具有灵敏、快速、无创和生态相关等优势。本研究采用基于斑马鱼（Danio rerio）的视频追踪系统，用于检测水体微生物污染。以非致病性环境大肠杆菌（Escherichia coli）为对象，设置600、1800和5000 CFU/100 mL三个污染水平，并设未加菌对照。暴露5...
本研究报道了金纳米颗粒（Au NPs）修饰多壁碳纳米管（MWCNTs）杂化材料在电化学生物传感器中的增强作用。作者以玻璃碳电极（GCE）为基底，将不同浓度（40–100 nM）的柠檬酸稳定 Au NPs 负载于酸化 MWCNTs 表面，形成 Au(NP)-MWCNT 杂化修饰电极，并采用循环伏安法（CV）和电化学阻抗谱（EIS）研究...
本文提出一种集成互指微电极的生物传感器芯片，用于原位监测沙门氏菌和大肠杆菌生物膜的形成过程。该芯片由带互指金微电极的玻璃基底和带微腔的聚二甲基硅氧烷（PDMS）层组成，微腔为细菌生长提供空间。实验在100 mV交流激励下，于1 Hz–100 kHz频率范围内对生物膜进行48 h电化学阻抗谱（EIS）监测。结果表明，生物膜阻抗随培养时...
革兰氏阴性菌是环境中常见微生物，快速区分其与革兰氏阳性菌具有重要意义。本文以大肠杆菌（Escherichia coli, E. coli）为模型，报道了一种基于交流电动力学（AC electrokinetics）和电容传感的现场检测革兰氏阴性菌方法。商用微电极经脂多糖（LPS）特异性适配体功能化后，利用介电电泳（DEP）将活菌快速富...
为监测微生物胞内外环境并相应调控代谢过程，研究者将天然转录调控系统改造为可检测小分子并表达特定输出信号的转录生物传感器。然而天然响应曲线常不符合实际应用需求。本文以大肠杆菌为宿主，开发并表征了源自 Herbaspirillum seropedicae 的 LysR 型柚皮素响应生物传感器电路，将其解耦为检测模块与效应模块，并系统研究...
快速检测液态食品供应链中的病原菌对预防食源性疾病和保障公共卫生安全具有重要意义，牛奶及乳制品因消费量大而尤为关键。本文报道了一种用于检测牛奶中病原菌的生物传感器，采用麦芽糊精包覆金纳米颗粒（d-AuNP）作为信号标签，并在微波频率下进行解码。该SPEL（液体中电学检测病原菌）生物传感器由3D打印小瓶、RF读取器和RFID兼容的开环谐...
本研究建立了一种基于DNA电化学生物传感技术的甘草提取液中大肠杆菌快速检测方法。首先将硫醇基修饰的捕获探针通过金-硫键固定于金电极表面，随后大肠杆菌核酸适配体与捕获探针杂交形成双链结构。当甘草提取液中存在大肠杆菌时，适配体与大肠杆菌细胞壁脂多糖的结合能力强于其与捕获探针的杂交作用，使适配体从电极表面解离，释放单链捕获探针；再加入生物...
衣康酸是重要平台化学品，可替代石化丙烯酸或甲基丙烯酸。土曲霉、大肠杆菌和酿酒酵母等多种微生物已被用于生物合成衣康酸盐，但缺乏高通量筛选方法限制了高滴度菌株和条件的发现。本研究从假结核耶尔森氏菌和铜绿假单胞菌中鉴定出衣康酸诱导启动子及其相应LysR型转录调控因子。结果表明，YpItcR/Pccl诱导系统在模式γ-变形杆菌大肠杆菌和β-...
本研究介绍一种DNA-ELISA生物传感器，可在约4小时内检测特定细菌，较传统菌落计数法更快速。该方法无需核酸扩增，可直接检测细菌基因组DNA，摘要给出的灵敏度下限为40,000个细菌。实验针对大肠杆菌ATCC 25922的16S rRNA基因特定区域设计两条特异性探针：5′端生物素标记的捕获探针和5′端地高辛标记的检测探针。捕获探...
本研究构建了可用于高通量筛选谷氨酸产生微生物的氨基酸生物传感器。该传感器基于双组分调控系统（TCRS）与绿色荧光蛋白（GFP）报告系统。作者将来自 Planococcus sp. PAMC21323 的传感器组氨酸激酶 DegS 的 N 端结构域与大肠杆菌渗透压传感器 EnvZ 的催化结构域融合，构建嵌合 DegS/EnvZ（Deg...
作者报道一种用于快速检测大肠杆菌的电化学方法，基于双信号放大策略，采用循环伏安法在丝网印刷碳电极（SPCE）表面构建聚苯胺（PANI）膜与金纳米颗粒（AuNPs）修饰层。随后通过 EDC/NHS 将亲和素共价固定于 PANI/AuNP 复合层，再经生物素-亲和素作用固定生物素化 DNA 捕获探针。将大肠杆菌 DNA、地高辛标记 DN...
地表水和饮用水受大肠杆菌（Escherichia coli, E. coli）污染是引发水媒疾病的重要原因。针对实际污染样品中病原体快速检测的未满足需求，本文报道了一种热还原氧化石墨烯基场效应晶体管（rGO FET）生物传感器，并用超薄氧化铝（Al2O3）层进行钝化，用于实时检测E. coli。该传感器可在1 µL样品体积内于50 ...
本研究采用基于大肠杆菌MG1655（pRecA-lux）的Lux生物传感器模型，评估8株益生菌发酵液降低环丙沙星诱导的细菌SOS反应及其介导突变的能力。该传感器菌株携带pRecA-lux质粒，其中recA启动子/操纵子调控区与luxCDABE报告基因相连，并含氨苄青霉素抗性基因；当细菌DNA损伤激活SOS反应时，recA启动子转录增...
本文报道了一种用于芯片光子实时诊断的便携式低成本集成光学生物传感器。该传感器基于马赫-曾德尔干涉仪（MZI），用于监测液体介质中细菌浓度的增长。器件图案通过直接紫外激光在透明自图案化有机-无机双脲硅杂化薄膜上刻印，相比光刻技术或飞秒激光三维图案化，降低了制造复杂度和成本。传感器性能以大肠杆菌（E. coli）在水介质中的生长为例进行...
食品工业中，病原菌污染尤其是饮料中的细菌污染可引发食源性疾病，早期快速检测对防止受污染产品进入消费环节至关重要。大肠杆菌（Escherichia coli, E. coli）不仅可直接引起腹泻、出血性结肠炎甚至肾衰竭，还可作为其他有害大肠菌群存在的指示菌。本研究开发了一种便携式纳米纤维光寻址电位传感器（NF-LAPS），用于橙汁中 ...