磁弹性生物传感器对生物物种具有质量敏感性，并可在病原菌检测中提供可靠性和重现性。本研究以 Metglas 2826MB3 非晶合金带为基底，经机械抛光后用直流磁控溅射沉积 Cr 和 Au 层，并切割为 5 mm×1 mm 传感条。研究比较了胱胺（CYS）、半胱胺（CYSTE）和巯基丙酸（MPA）三种硫醇在金表面形成自组装单分子层后对...
随着复杂样品中选择性识别微生物的需求日益增长，传统微生物鉴定方法因耗时、费力且昂贵而难以满足快速检测要求。近年来，研究者发展了多种替代检测策略，包括将硅纳米颗粒、微流控、液晶、碳纳米管等组件与传感技术整合，用于微生物检测。许多研究采用抗体作为识别元件，通过靶细胞与抗体结合位点之间的特异性相互作用实现细胞识别和检测。尽管天然抗体具有高...
凝集素是一类通过碳水化合物识别结构域（CRD）识别碳水化合物并参与多种生理与免疫过程的蛋白质，在病原识别、病原中和及生物传感捕获细菌等方面具有潜在应用价值。本研究从鳞翅目昆虫甜菜夜蛾（Spodoptera exigua）中克隆并重组表达三种 C 型凝集素 Se-BLL1、Se-BLL2 和 Se-BLL3，系统评价其对多种革兰阳性与...
成功进化代谢物生产微生物需要在短时间内获得所需性状的高通量筛选方法。本研究开发了一种转录因子驱动装置，将代谢物响应元件与选择模块相结合。该装置能够特异性感知胞内 L-苯丙氨酸（L-Phe），并将该信号转化为可观察表型。应用该装置，通过从核糖核苷酸结合位点（RBS）库和随机突变库中筛选高产表型，成功提高了 L-Phe 产量。此外，鉴定...
许多高附加值重组蛋白（如治疗性糖蛋白）依赖哺乳动物细胞培养生产，优化其产量需要实时监测细胞代谢，包括营养消耗和代谢废物积累。乳酸是糖酵解产生的代谢废物，过量积累会降低细胞生长和蛋白表达，并可能改变糖基化。现有乳酸检测方法在成本、灵敏度和稳健性方面受限。为此，作者基于大肠杆菌 lldPRD 操纵子构建了一种全细胞乳酸生物传感器，并成功...
利用生物传感器进行快速细菌检测是微生物检测的新途径，但方法验证是新技术用于水质检测的主要障碍。因此，建立质量保证/质量控制（QA/QC）计划对证明大肠杆菌（E. coli）生物传感器法在饮用水检测中的准确性和可靠性至关重要。本研究将不同试剂与检测条件纳入 QA/QC 计划，包括温度、样品保存时间、E. coli 菌株与浓度、溶解剂、...
病原菌对公共安全和健康构成严重威胁，并造成重大经济损失和生命损失。当前细菌检测的金标准——培养法通常成本高、操作繁琐且耗时长，甚至需要数周。因此，亟需开发快速、可靠且易于使用的细菌检测方法。本文提出一种名为“DNAzyme集成等离子体纳米传感器”（DIPNs）的新检测策略，可在简单、低成本且无需培养的过程中选择性检测目标细菌。该平台...
本研究考察了壳聚糖基纳米胶囊（NC）与大肠杆菌群体感应报告菌株之间的相互作用。NC 平均水动力直径约114–155 nm，多分散系数约0.127，ζ电位约+50 mV。作者采用动态光散射（DLS）和纳米颗粒追踪分析（NTA）对 NC 进行表征，并测定单位体积内 NC 的绝对浓度。通过离心、DLS 和 NTA 实验，确定 NC 与细菌...
本研究开发了一种无标记、选择性且灵敏的微接触印迹电容生物传感器，用于检测大肠杆菌。该传感器结合微接触印迹技术与电容生物传感技术，成功实现对大肠杆菌的识别。首先制备大肠杆菌印章，随后以 N-甲基丙烯酰-L-组氨酸甲酯（MAH）为氨基酸基识别单体、2-羟乙基甲基丙烯酸酯（HEMA）为单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）为交联剂，在紫...
抗菌药物耐药性（AMR）已成为重大全球公共卫生问题，亟需高灵敏、快速的诊断技术。传统细菌培养监测方法耗时长、劳动密集。本文报道一种镁锌氧化物（MZO）纳米结构修饰的石英晶体微天平（MZOnano-QCM）生物传感器，用于动态监测抗菌药物对大肠杆菌（E. coli）和酿酒酵母（S. cerevisiae）的作用。MZO纳米结构通过金属...
水质安全是受人类活动影响环境中的重要安全问题。COMBITOX 项目的关键挑战是开发一种可容纳多种生物检测系统的独特仪器，以检测细菌、毒素和重金属等不同污染物；联盟选择发光检测作为输出信号。作者团队此前开发了基于噬菌体、以 gfp 为报告基因的生物传感器，用于在海水等复杂环境中检测肠道细菌；主要挑战是将其适配为符合项目要求的发光信号...
由于镍对生物体有害，水中镍的检测具有重要意义，全细胞生物传感器提供了一种替代方案。本研究旨在构建一种发光细菌生物传感器，用于高特异性、低检测限地检测镍。该传感器基于大肠杆菌 RcnR 镍/钴金属调节因子及其天然靶启动子 PrcnA 与 lux 报告基因的融合回路。为将 RcnR 改造为镍特异性识别元件，作者测试了多个点突变并保留 C...
抗菌肽（AMP）固定化到表面可用于生物传感器及抗菌/抗污涂层，但传统方法多依赖玻璃或金等刚性支撑，且步骤繁琐。本文采用水凝胶固定化平台，实现简便制备与表面功能化，并提高生物相容性，用于评价连接臂长度、表面密度和 AMP 偶联位点对肽活性的影响。利用自由基介导的巯基–烯加成进行快速界面光聚合，在预制聚乙二醇（PEG）水凝胶上生成含残余...
为构建一种高灵敏、高特异性的砷离子荧光报告大肠杆菌菌株，本研究利用基因敲除技术敲除大肠杆菌中负责向胞外转运砷离子的 arsB 基因，获得对 As3+ 敏感的突变株；同时构建含砷检测元件 Pars-arsR-egfp 的融合载体 pET28b-Pars-arsR-egfp，并将其转化至 arsB 敲除菌中，完成敏感型 As3+ 检测菌...
在非质量响应压电生物传感器中，生物信息来源于串联检测电极与生物体或生物培养物理场之间的相互作用，因此电极的电学参数会直接影响传感器信号。本研究利用 COMSOL Multiphysics 多物理场分析工具对微电极的电场分布进行模拟，结果表明电场空间分布受电极指宽和电极间距影响。作者进一步测试了与环形微电极串联构建的压电传感器的特征响...
快速检测目标细菌对保障食品安全和预防食源性疾病至关重要。本文报道了一种用于在复杂食品工业过程水中鉴定和定量大肠杆菌（Escherichia coli，E. coli，作为模型指示菌）的光学生物传感器。该传感器基于纳米结构氧化多孔硅（PSi）薄膜，并在其表面功能化抗 E. coli 特异性抗体。将传感器直接暴露于新鲜切配果蔬加工线采集...
单荧光蛋白生物传感器（SFPBs）可在活细胞内以单细胞时空分辨率定量代谢物，但将绿色荧光蛋白（GFP）理性插入配体结合域并形成有效变构耦合仍是构建瓶颈。本文提出一种无偏高通量方法——基于 DNA 测序的域插入分析（DIP-seq），通过转座子介导的随机域插入快速构建大量潜在 SFPB 文库，并结合流式细胞分选（FACS）与下一代测序...
快速、便携且灵敏的大肠杆菌（E. coli）检测是食品安全、环境监测和临床诊断中的重要挑战。本文报道了一种基于三维 DNA 四面体探针（TSP）的“夹心型”电化学 DNA 生物传感器，用于灵敏、特异性地检测大肠杆菌 uidA 基因 250 bp 未纯化 PCR 扩增产物。通过不对称 PCR 产生单链 PCR 产物，并利用链霉亲和素-...
细菌分布于氧气可利用性不同的多种生态位，厌氧环境如哺乳动物消化道和工业反应器中存在大量专性和兼性厌氧菌，在人类健康与生物制造中发挥重要作用。然而，由于缺乏适合活细胞成像的工具，研究细菌在部分或完全厌氧条件下的功能具有挑战性。本文报道了一系列基于 RNA 的荧光生物传感器，可选择性响应细菌胞内第二信使环二鸟苷酸（cyclic di-G...
本研究提出一种利用 L-赖氨酸诱导型启动子进化大肠杆菌赖氨酸工业菌株的新方法。以该启动子控制的增强绿色荧光蛋白（EGFP）胞内表达水平为表型，从由 L-赖氨酸高产大肠杆菌菌株经诱变获得的 10^7 突变库中，通过流式细胞分选（FACS）初步筛选出 186 株。随后依据赖氨酸浓度、赖氨酸产率以及 96 深孔板中单位细胞产率等多参数对 ...