Programming a topologically constrained DNA nanostructure into a sensor.
许多理性设计的DNA纳米结构采用机械互锁拓扑连接各DNA组分，其物理连接依赖于强连接双链的形成，但该结构元素也对组分环的功能产生显著拓扑约束。本文提出并证实：具有强连接双链的DNA结环会阻止其组分环作为滚环扩增（RCA）模板。进一步地，作者利用含RNA的DNA[2]结环，在刺激响应型RNA切割DNAzyme作用下使一个组分环线性化，...
Miniaturized Flow Stacked Immunoassay for Detecting Escherichia coli in a Single Step.
尽管生物传感器研究取得巨大进展，但面向健康与环境应用、兼具低成本、快速、简便和便携的商业化系统仍很少。本文提出一种基于堆叠膜的新型检测系统，各膜层具有特定功能。样品加在最底层，随着各层被润湿，分析物在毛细作用下向上一层迁移；在偶联层中，分析物与偶联辣根过氧化物酶（HRP）的对应抗体结合，形成可产生可测信号的复合物。为防止假阳性，设置...
Label-free bimodal waveguide immunosensor for rapid diagnosis of bacterial infections in cirrhotic patients.
自发性细菌性腹膜炎是肝硬化患者腹水的急性细菌感染，发病率高且死亡率高，早期诊断和治疗对患者生存至关重要。目前腹水细菌分析主要依赖培养方法，但耗时长且操作繁琐。本文报道了一种基于双模波导（BiMW）的光子干涉生物传感器，用于在腹水中快速、无标记地直接检测细菌。该器件由直波导构成，同一偏振的两个光模式通过倏逝场与外部介质相互作用并发生干...
Screening of an Escherichia coli promoter library for a phenylalanine biosensor.
近年来，基于转录因子的生物传感器为工程菌生产菌株的构建提供了新机遇，但合成调控回路的设计依赖于选择合适的转录因子—启动子对，将效应物分子浓度转换为可测量输出。本文提出一种高效筛选启动子库的策略，用于生物传感器设计。作者将包含约2000个不同大肠杆菌启动子—GFPmut2融合的大肠杆菌Alon库菌株混合，通过荧光激活细胞分选（FACS...
Modulating the import of medium-chain alkanes in E. coli through tuned expression of FadL.
近年来，开发用于烷烃生产、生物传感和生物修复的合成微生物平台受到关注，但控制烷烃进入宿主细胞的速率仍是关键问题，且天然转运组分尚不明确。本研究以假单胞菌 GPo1 的 AlkBGT 烷烃单加氧酶复合物作为报告系统，评估大肠杆菌中烷烃导入，并评价两种天然转运蛋白 FadL 和 OmpW 对辛烷的转运功能。结果显示，删除 fadL 后辛...
Bioengineering bacteriophages to enhance the sensitivity of phage amplification-based paper fluidic detection of bacteria.
噬菌体扩增因噬菌体-宿主特异性窄、扩增时间短，并能区分活菌与死菌，而成为细菌检测的有吸引力方法。本文建立概念证明，利用生物工程 T7 噬菌体提高噬菌体扩增侧流层析试纸条的灵敏度。与直接检测复制的 T7 噬菌体颗粒相比，使用噬菌体表达的麦芽糖结合蛋白（MBP）报告物可将灵敏度提高10倍以上；使用碱性磷酸酶（ALP）酶报告物可提高100...
Sub-toxic concentrations of volatile organic compounds inhibit extracellular respiration of Escherichia coli cells grown in anodic bioelectrochemical systems.
挥发性有机化合物（VOCs）的低成本、快速检测对回用水水质控制及保护下游回用水处理工艺具有重要意义。本文研究了亚毒性浓度VOCs对生物电化学系统（BES）中大肠杆菌（E. coli）电流输出的影响，以探索其在污水和回用水网络环境传感中的应用。将E. coli培养在碳毡电极上的人工回用水中，以提高检测灵敏度并缩短响应时间；添加生物相容...
Online analysis of protein inclusion bodies produced in E. coli by monitoring alterations in scattered and reflected light.
在线监测大肠杆菌培养中重组蛋白聚集体包涵体的形成是过程工程的重要挑战。散射光与反射光测量可提供非侵入、通用的检测手段。本研究评估了两种在线方法：一是在摇瓶培养中使用传感器平台进行180°散射光测量（λ=625 nm）；二是利用多孔硅光子阵列（SiPA）光学生物传感器在线测量反射干涉谱。结果表明，180°散射光能够监测与包涵体形成相关...
A microfluidic, dual-purpose sensor for in vitro detection of Enterobacteriaceae and biotinylated antibodies.
本文报道一种用于体外检测肠杆菌科细菌（如大肠杆菌）和生物素化抗体的微流控双用途生物传感器。该传感器将功能化磁性微球分别与分析物结合后注入静态微流控通道，无需泵送系统，通过集成微导体顺序通电产生移动磁场梯度驱动磁珠运动。集成GMR自旋阀传感器检测磁珠杂散磁场，以未负载磁珠速度为参考，通过负载磁珠速度降低判断阳性。对大肠杆菌，抗大肠杆菌...
Systematic Design of a Quorum Sensing-Based Biosensor for Enhanced Detection of Metal Ion in Escherichia Coli.
随着工业扩张，重金属等污染物对生活环境造成日益严重的污染。重金属难以降解，可在食物链中累积，其毒性会对生物体造成损伤，因此金属离子检测技术受到关注。本研究提出一种基于群体感应（quorum sensing, QS）的放大器，用于提高金属离子生物传感器的检测性能。该设计利用可扩散信号分子，使其自由穿过细胞膜进入环境，实现细菌之间的细胞...
A biosensor platform for rapid detection of E. coli in drinking water.
本研究针对水质监测中快速、特异、灵敏检测细菌指标的需求，开发了一种用于饮用水中大肠杆菌（E. coli）快速检测的生物传感策略。该策略基于大肠杆菌特异性表达的β-D-葡萄糖醛酸酶（GUD）对荧光底物4-甲基伞形酮-β-D-葡萄糖醛酸苷（MUG）的水解作用，生成可定量荧光产物4-甲基伞形酮（4-MU），其荧光强度与样品中大肠杆菌数量相...
Reproducible E. coli detection based on label-free SERS and mapping.
近年来基于表面增强拉曼散射（SERS）的细菌快速生物传感被广泛探索，但实现高灵敏、可重复的无标记细菌检测仍具挑战。本文报道了一种基于大肠杆菌（Escherichia coli, E. coli）与银胶体孵化的无标记 SERS 检测方法。通过优化摇速、孵育时间和温度等条件，建立了用于 E. coli 分析的快速 SERS 方法。结果表...
Screening of Genetic Switches Based on the Twister Ribozyme Motif.
近期发现的一类新型小内切核酶——twister 核酶，为开发人工核糖开关提供了新途径，也为细菌中人工遗传电路的构建提供了新工具。本文介绍了一种开发新型配体依赖核糖开关的方法，将新近报道的 twister 催化基序作为表达平台，并与天然存在或体外筛选获得的适配体结构域偶联。twister 核酶具有高度灵活性，可用于构建高活性的核酶型核...
A genetically encoded biosensor for in vitro and in vivo detection of NADP(.).
NADP+是细胞电子传递反应中关键的氧化型辅酶，其胞质或细胞器内浓度会因转化为多种重要衍生物而动态变化。为在单活细胞中追踪NADP+浓度，作者开发了一种基因编码的NADP+生物传感器：在青色荧光蛋白（CFP）与黄色荧光蛋白（YFP）构成的Förster共振能量转移（FRET）对之间插入报告元件KPR（ketopantoate red...
Rapid detection of multiple foodborne pathogens using a nanoparticle-functionalized multi-junction biosensor.
食品安全需要实时识别多种食源性病原菌。虽然快速、灵敏、简便、准确且可多路检测的方法对食品工业很有价值，但满足所有标准的生物传感器开发仍具挑战。本研究设计了一种基于单壁碳纳米管（SWCNT）的多结传感器，用于食源性病原菌的潜在多路检测。将涂覆聚乙烯亚胺（PEI）和 SWCNT 的金钨线（直径 50 μm）排列成 2×2 结阵列，并用链...
[Integrated optical sensor for rapid analysis of biological samples].
在病原细菌医学诊断中，快速检测和鉴定病原微生物是关键任务。现有多数方法依赖与细菌特异性结合的可检测标记分子，但通常步骤多、耗时长且成本较高，例如酶联免疫吸附试验通常需要五个连续步骤。因此，发展快速、低成本的无标记检测技术具有重要需求。本文报道了一种基于微型集成光学马赫-曾德尔干涉仪（MZI）的生物传感器。作者将传感器测量臂用抗体功能...
Escherichia coli bacteria detection by using graphene-based biosensor.
石墨烯是碳的二维单原子层同素异形体，因其高载流子迁移率、大比表面积和优异电学、光学与物理性质，适合用于传感器。本文提出一种基于石墨烯场效应晶体管（GFET）的大肠杆菌（E. coli）生物传感器，并利用石墨烯电流-电压（I-V）特性建立传感机制模型。该器件以化学气相沉积（CVD）石墨烯为沟道，银（Ag）作源漏电极，硅橡胶绝缘，表面经...
Method with high-throughput screening potential for antioxidative substances using Escherichia coli biosensor katG'::lux.
本文报道了一种基于重组大肠杆菌 DPD2511 生物传感器快速实时筛选抗氧化活性物质的微孔板方法。该菌株通过 katG（过氧化氢酶）启动子与费氏弧菌 lux 发光基因融合，使细胞在氧化应激下表达荧光素酶并产生生物发光。检测时，过氧化氢进入细胞并激活 OxyR 调控通路，诱导 katG′::lux 表达，发光强度随氧化刺激增强；抗氧化...
Rapid Detection of Escherichia coli via Enzymatically Triggered Reactions in Self-Reporting Chitosan Hydrogels.
本文报道了一种用于快速原位检测细菌酶的自报告水凝胶。为实现大肠杆菌的膜基传感报告功能，在固体支撑上的壳聚糖水凝胶膜被赋予β-葡萄糖醛酸酶（β-GUS）报告功能，该酶由超过98%的已知大肠杆菌菌株分泌。通过酰胺键共价偶联荧光底物4-甲基伞酮基-β-D-葡萄糖醛酸苷（MUG）或互补比色底物4-硝基苯基-β-D-葡萄糖醛酸苷（PNPG），...
Developing a high-throughput screening method for threonine overproduction based on an artificial promoter.
L-苏氨酸是动物饲料中重要的氨基酸。尽管工业发酵水平已很高，菌株仍有提升空间。基于生物传感器的高通量筛选（HTS）技术具有强大应用潜力，但苏氨酸等精细化学品因缺乏合适生物传感器而尚未建立 HTS 体系。本研究通过 iTRAQ 蛋白组学分析大肠杆菌对胞外 L-苏氨酸的响应，发现 cysJp 和 cysHp 等新型苏氨酸感应启动子。作者...