本文报道了一种稳定、无标记、基于噬菌体识别的大肠杆菌（E. coli）光纤生物传感器。作者利用超灵敏长周期光纤光栅（LPFG）作为换能器，将T4噬菌体通过APTES硅烷化和戊二醛交联共价固定于光纤表面，并以牛血清白蛋白（BSA）封闭非特异位点。检测时，样品中的E. coli与固定噬菌体特异性结合，引起光纤包层有效折射率和包层半径变化...
分子氧（O2）是所有专性和兼性需氧原核及真核生物的关键代谢物，在能量稳态中起核心作用；缺氧则广泛影响多种生理和病理生理过程。因此，实时监测细胞内氧水平是分析活细胞和组织中缺氧诱导过程的基本前提。本研究开发了一种遗传编码的 Förster 共振能量转移（FRET）生物传感器，用于观察活细胞内分子氧浓度的动态变化。该传感器命名为 Flu...
本文报道了一种基于原子力显微镜（AFM）的细菌细胞碎片特异性识别与传感方法。作者以新鲜解理云母为基底，经辉光放电活化后依次吸附蛋白G（protein G）和抗大肠杆菌单克隆抗体（anti-E. coli IgG），构建具有定向抗体识别功能的生物功能表面。随后将超声破碎的大肠杆菌或枯草芽孢杆菌细胞碎片悬液暴露于该表面，并通过AFM接触...
临床与法医诊断需要高灵敏、快速且特异的DNA检测方法。PCR虽快速，但依赖熟练人员和昂贵设备。金纳米颗粒（AuNPs）因光学性质和易功能化，被用作超灵敏DNA检测信号探针。本文报道单链寡核苷酸功能化金纳米颗粒（AuNP-oligo probe）用于快速、特异性检测大肠杆菌。探针与含互补序列的目标DNA杂交后保持红色；无互补DNA时，...
本研究开发了一种用于快速检测和定量大肠杆菌（Escherichia coli）的微流控电化学生物传感器。该传感器将环介导等温扩增（LAMP）与线性扫描伏安法（LSV）相结合，利用氧化还原分子 Hoechst 33258 识别扩增产物。当 LAMP 扩增产生大量 DNA 时，Hoechst 33258 与 DNA 小沟结合并引起 DN...
病原菌在传感器表面的捕获效率直接影响生物传感器的灵敏度。本文研究了不同菌毛型大肠杆菌在抗菌毛抗体修饰基底上的免疫固定捕获行为，所用抗体分别针对 K88ab（F4）、K88ac（F4）、K99（F5）、987P（F6）、F41 和 CFA/I 菌毛。结果表明，上述菌毛均可用于高效固定活大肠杆菌细胞；固定效率受抗体纯度、抗体克隆类型以及...
本文报道了两类基于氧化多孔硅（PSiO2）Fabry–Pérot 薄膜的光学无标记生物传感器，用于快速检测细菌。传感器无需细胞裂解等样品前处理，可直接将目标细菌捕获到表面。第一类在电化学加工得到的纯 PSiO2 表面，通过硅烷化化学接枝特异性单克隆抗体（IgG）；第二类为 PSiO2/水凝胶杂化体系，其中聚丙烯酰胺水凝胶在纳米结构 ...
本文报道了一种用于监测转基因蛋白药物制备过程中宿主细胞蛋白（host cell proteins, HCP）的新型分析方法。该电容生物传感器具有极高灵敏度，可用于痕量 HCP 的监测。传感器由金电极构成，其表面被良好绝缘，并在其上固定了针对宿主细胞完整蛋白组制备的多克隆抗体群。在转基因蛋白生产过程中，HCP 通常仅以极低浓度存在，因...
大肠杆菌中铜进入细胞的途径仍不清楚。为阐明该过程，作者利用基于 lux 的生物传感器原位监测胞内铜水平。从转座子突变库中筛选出在含铜条件下发光降低的“低发光”菌株，其中一个突变株的 comR 基因发生转座子插入。comR 编码一种 TetR 样转录调控蛋白，可通过质粒互补恢复野生型发光水平。ComR 不调控自身表达，但介导相邻反向转...
本研究构建了一种用于检测谷氨酰胺（glutamine, Gln）的大肠杆菌全细胞生物传感器 GlnLux。该传感器以谷氨酰胺营养缺陷型大肠杆菌 JW3841-1（glnA732::Kan）为细胞换能器，通过转入由组成型 T7 启动子驱动的费氏弧菌 luxCDABE 发光操纵子质粒 pT7-lux 实现信号输出。由于菌株缺失谷氨酰胺合...
本文报道了一种基于法拉第电化学阻抗谱（EIS）的大肠杆菌 ORN 178 无标记生物传感器。作者将硫醇终止的 α-甘露糖苷或 β-半乳糖苷通过含硫醇间隔基的自组装单分子层（SAM）固定于金盘电极表面。阻抗测量（Nyquist 图）显示，E. coli ORN 178 与 α-甘露糖苷特异性结合后引起阻抗变化；不结合 α-甘露糖苷的 ...
本文报道了基于固定化刀豆蛋白A（Con A）的实时无标记亲和生物传感器，用于检测并计数总细菌。作者分别构建了流动注射表面等离子共振（SPR）和电化学阻抗亲和生物传感器，利用 Con A 与大肠杆菌（E. coli）细胞壁碳水化合物之间的亲和结合实现识别。Con A 通过 11-巯基十二烷酸自组装单分子层固定于金电极表面，结合事件引起...
锌是多种细胞过程所必需的微量元素，其稳态在生物体内受到严格调控。荧光传感器已成为监测活细胞中可交换锌浓度的重要工具。一类生物传感器以碳酸酐酶（CA）为识别元件，利用其可调亲和力、优异金属选择性以及芳基磺酰胺配体结合锌后产生的荧光信号。本研究将碳酸酐酶与红色荧光蛋白融合，构建了一系列基因编码的基于 Förster 共振能量转移（FRE...
本文报道了一种基于纳米孔氧化铝膜的无标记电化学纳米生物传感器，用于大肠杆菌（Escherichia coli, E. coli）细胞的特异性定量检测，并可分析处于活但不可培养（VBNC）状态的 E. coli。传感机制依赖纳米孔道被免疫复合物阻塞：抗 E. coli 抗体固定于纳米孔氧化铝膜修饰电极上，E. coli 结合后阻碍分析...
不当使用抗生素是抗菌药物耐药性产生和传播的重要因素。临床抗菌药物敏感性试验（AST）通常需要超过24小时，常导致患者接受经验性治疗，而该治疗可能不足、不当或抗菌谱过宽。缩短AST时间有助于更早选择合适治疗。本文报道一种新型异步磁珠旋转（AMBR）生物传感器液滴微流控平台，可实现单细胞和小细胞群体生长测量，用于快速AST。作者将尿路致...
全球估计超过1亿人受砷污染地下水影响，孟加拉国和西孟加拉国是最严重地区之一。现场砷检测需要一种简单、廉价、准确且可抛弃的设备。作者此前报道了一种以pH变化为输出的新型砷生物传感器，可通过pH指示剂的颜色变化进行视觉检测。本文提出改进的试验配方，使样品在静态过夜孵育条件下即可敏感、准确地检测低于10 ppb的砷酸盐。此外，作者描述了一...
本文提出一种基于纳米结构氧化多孔硅（PSiO2）的光学无标记细菌检测生物传感平台，以大肠杆菌K12为模型体系。该传感器无需细胞裂解等样品前处理，即可通过表面特异性抗体直接捕获目标细菌。PSiO2纳米结构作为光学换能元件，其反射谱呈现薄膜干涉特有的Fabry–Perot条纹，可在数分钟内实时观察细菌附着。多孔表面经共价偶联特异性单克隆...
本文报道一种基于电化学生物传感器的农药毒性快速检测方法，以大肠杆菌（E. coli）为模式微生物。该方法用铁氰化钾替代天然电子受体氧气，作为电子受体/介质，显著加速微生物氧化代谢。毒性检测通过测量毒物对微生物代谢活性的影响实现；代谢产生的亚铁氰化物在超微电极阵列（UMEA）上的安培电流与毒性直接相关，并可被 UMEA 放大。通过比较...
组合代谢工程通过在大肠杆菌等微生物群体中产生遗传多样性，并筛选具有改善表型的菌株，以构建高产量化学品生产菌株。该领域的主要瓶颈是许多目标化学品缺乏易于识别的表型特征，导致高通量筛选昂贵且耗时。为此，已有研究提出利用微生物生物传感器检测并量化目标化学品。本文提出新的计算方法：第一，基于底物营养缺陷型理性设计微生物生物传感器，使工程菌的...
本文报道了一种基于磁性微球的大肠杆菌（E. coli）DNA序列特异性电化学生物传感器。海藻酸包覆的钴磁性微球经5′-氨基寡核苷酸修饰，既可作为磁性分离载体，也可作为固相吸附剂，用于与E. coli靶DNA序列杂交。该检测基于E. coli uidA基因，该基因编码β-D-葡萄糖醛酸酶。以达诺霉素（DNR）作为DNA杂交指示剂时，靶...