细菌病原体通过获取宿主铁维持生长与复制，血红素是血红蛋白结合的含铁辅因子，可被细菌蛋白利用以获取铁。现有胞内血红素检测方法繁琐、依赖复杂化学或放射性，限制了血红素转运与降解机制研究。作者假设血红素稳态可用荧光方法测量，将人源血红素加氧酶1（HO1）催化血红素转化为胆绿素 IXα，与红外荧光蛋白 IFP1.4 结合后产生近红外光偶联，...
水安全是公共卫生和自然环境保存的重大关切。本文提出利用噬菌体开发能够检测水中人和动物病原体的生物传感器工具。为此，作者利用噬菌体的高度区分性，使其特异性感染细菌宿主。关键挑战在于使用荧光报告蛋白，该蛋白只有在基因改造温和噬菌体与其细菌宿主发生特异性识别后才合成并被检测。为保证准确性和执行速度，作者开发了无需细菌生长的检测流程，仅需1...
微量营养素缺乏（包括锌缺乏）每年导致数十万人死亡，而廉价、快速地测定人群血液微量营养素状态是合理配置治疗资源的关键障碍。本文报道了一种经代谢工程改造的大肠杆菌（Escherichia coli）全细胞生物传感器，用于根据胞外锌水平产生不同颜色色素，最终服务于低成本血液锌检测。该菌株整合了紫色色素 violacein、红色 lycop...
本文报道了一种阳离子共轭聚噻吩聚[3-(3′-N,N,N-三乙氨基-1′-丙氧基)-4-甲基-2,5-噻吩盐酸盐]（PMNT），并将其用于光动力抗菌化疗（PACT）光敏剂（PSs）的高通量筛选。PMNT 能够依据不同的荧光猝灭效率对细菌数量进行定量检测。当体系中存在无效光敏剂时，光动力灭活细菌的效率较低，细菌会呈指数生长，并通过静电...
环二鸟苷酸（c-di-GMP）是调控细菌运动性、毒力和生物膜形成的重要第二信使，但现有检测方法或灵敏度有限，或需要复杂样品纯化。本文利用天然高亲和性c-di-GMP受体——Vc2核糖开关适配体，开发了一种对RNA工程化要求极低的电泳迁移率偏移（EMSA）定量方法。作者发现Vc2四链环突变体A33U在结合c-di-GMP后产生更大的电...
使用受砷污染地下水饮用或灌溉造成全球健康问题，需要高效经济监测砷水平。本研究开发了一种易使用、低成本的比色细菌生物传感器，用于测量砷，并可作为现有砷检测技术的补充。该传感器采用非致病性大肠杆菌 DH5a 中的 arsR–lacZ 重组基因盒，砷诱导产生可肉眼观察或分光光度计测量的颜色信号。所开发的细菌生物传感器在 3 h 反应时间内...
本文报道了一种基于茎环探针的高灵敏基因组DNA电化学检测方法。该方法在茎环DNA探针上整合两个亚微米寡核苷酸标签：一个用于磁收集，另一个用于伏安检测。磁标签为平均直径441±6 nm的乳胶颗粒，负载磁性Fe3O4颗粒和约3.5×10^5个抗DIG抗体；伏安标签为中空聚电解质壳，内含约1.0×10^11个分散Au原子，以Au纳米颗粒形...
构建高效微生物细胞工厂生产可替代生物燃料烷烃的主要瓶颈之一是缺乏快速检测烷烃的方法。本文开发了一种遗传组装的荧光生物传感器，用于快速、原位监测重组大肠杆菌细胞内烷烃合成。作者将来自 Acinetobacter baylyi ADP1 的烷烃响应调控蛋白 AlkR 与 PalkM 启动子，以及来自 Pseudomonas oleovo...
随着对多种疾病分子机制理解的深入，新型诊断方法不断涌现，但针对食物不耐受等常见疾病仍缺乏简便、廉价的检测工具。本文报道了一种基于活体材料的分析传感器（LiMBAS），将基因改造的大肠杆菌固定并保护在纳米孔聚合物膜与支持聚合物膜之间的薄层中，用于疾病相关寡糖的便捷定量。该细菌被工程化改造为在分析物存在下表达荧光蛋白，借助蓝光光源和光学...
本文报道了一类用于细菌检测的新型荧光纳米硅酸盐片层杂化材料。尺寸为100×100×1 nm的纳米硅酸盐片层（NSP）由天然钠蒙脱石（Na+-MMT）剥离获得，具有对细菌表面的亲和性。NSP表面同时存在离子电荷（≡Si-O-Na+）和硅氧醇基团（≡Si-OH），可通过溶胶-凝胶反应和活性聚合进行有机修饰，在片层边缘共价接枝聚(2-羟乙...
锌、铅和镉是环境中广泛存在且易在土壤中累积的金属痕量元素。本研究评估生物传感器作为提供受污染土壤中此类金属生物可利用性数据的工具。作者测试了基因工程菌株大肠杆菌 E. coli pPZntAgfp，该菌株通过绿色荧光蛋白（GFP）在细胞内积累来响应锌、铅和镉。采用流式细胞术检测金属诱导的荧光。在液体培养基中，锌在 0–25 mg/L...
本研究报道一种无标记凝集素生物传感器，用于定量测定固定于碳水化合物表面的凝集素与革兰氏阴性菌脂多糖（LPS）的结合，并开展抗生素敏感性试验。传感器采用含融合醌基的聚噻吩界面，糖基化后固定刀豆蛋白A（Con A），通过正交石英晶体微天平（QCM）与电化学读出（EQCM）测量LPS结合，实现交叉验证、高灵敏度和宽动态范围。以大肠杆菌W1...
本研究结合微生物学与地球化学方法，探讨银纳米颗粒（AgNp）抗菌机制，以评估纳米毒性。将 AgNp 悬浮于不同氯离子浓度的培养基中，结果显示溶解银离子水平较低，提示纳米颗粒表面银离子溶出并非唯一毒性机制。作者构建了响应银离子的大肠杆菌生物报告菌株，并测试缺乏特定保护系统的突变株对 AgNp 的敏感性。缺乏银离子外排系统和氧化应激抵抗...
本文报道了一种新型聚噻吩生物传感界面，其含有融合醌基团，并通过糖基化形成用于细菌检测的碳水化合物平台。该界面可实现无标记、无试剂检测，同时采用电化学和石英晶体微天平（QCM）两种换能方式，并分别利用菌毛-甘露糖直接结合以及刀豆蛋白A（Con A）介导的脂多糖（LPS）-甘露糖结合进行识别。导电聚合物独特的集体性质对微小界面扰动高度敏...
为开发高通量筛选高产苹果酸微生物的系统，作者构建了基于嵌合双组分系统（TCS）的大肠杆菌苹果酸生物传感器。苹果酸是 C4 二羧酸和 TCA 循环中间物，在医药、化妆品和食品工业中重要，但现有 DcuS/DcuR 系统在有氧条件下对苹果酸响应饱和，不适合作为有氧传感器。基于大肠杆菌 MalK 与枯草芽孢杆菌 MalK 及大肠杆菌 Dc...
本文报道了一种基于单壁碳纳米管（SWCNT）的结型生物传感器，用于快速检测大肠杆菌K-12。作者将直径50 μm、镀金钨微线用聚乙烯亚胺（PEI）和SWCNT修饰，并将两根微线正交组装成可丢弃的交叉结传感器；随后在结区依次固定链霉亲和素和生物素化抗大肠杆菌抗体，以增强对目标菌的特异性识别。检测时，将细菌悬液滴加到功能化结区，使抗体与...
压电生物传感器已广泛用于生物分子的超小质量检测。基于锆钛酸铅（PZT）压电材料可通过不同几何构型形成多种组成，有利于开发高频谐振器，并在提高检测限的同时测量极微小质量变化。本研究采用旋涂法和背面蚀刻工艺制备压电生物传感器，以改善其压电特性。结果表明，250 µm×250 µm 工作尺寸具有最优异的压电特性，电容可调性约为38.56%...
本研究开发了一种基于智能手机的生物传感器，用于检测绞肉中的微生物腐败，无需抗体、微珠或其他试剂，可作为肉类产品微生物污染的初步筛查工具，并有望用于伤口感染检测。将大肠杆菌K12溶液（10^1–10^8 CFU/mL）加入绞肉中模拟微生物污染。用880 nm近红外LED垂直照射绞肉表面，利用智能手机陀螺仪和数字摄像头在不同散射角采集散...
合成生物学中全细胞装置的有效应用必须考虑目标分子进入细胞的速率。本文证明假单胞菌 Pseudomonas putida GPo1 的 AlkL 蛋白是一种烷烃输入蛋白，能够以具有工业相关性的速率摄取 C7–C16 正烷烃。在大肠杆菌中，若不表达 alkL，正烷烃摄取是 C7–C16 烷烃全细胞生物转化以及 C10 和 C11 烷烃激...
报道了基于糖蛋白固定化金属网器件（MMD）的无标记生物传感器，用于检测蛋白和细菌。含三甲基甲硅烷基糖蛋白 poly(Man-r-TMS) 经硅烷偶联反应固定到镍金属网器件表面，固定后保持网格形貌与透射特性。该传感器在中红外频段工作，利用 MMD 表面局域电磁场异常透射特性，当分析物结合到表面时引起透射谱凹陷频率和透射率变化。甘露糖结...