Whole-Cell Biosensors Aid Exploration of Vanillin Transmembrane Transport.
基于转录调控蛋白（TRP）的全细胞生物传感器目前应用广泛。本文证明其在筛选小分子细胞外排泵和内排泵方面具有巨大应用潜力。首先，通过改变 TRP VanR 的配体特异性，构建了香草醛全细胞生物传感器，并以该传感器作为高通量筛选工具，从随机基因组突变库中筛选出香草醛产量提高的菌株。研究发现，AcrA 蛋白失活会导致胞内香草醛浓度显著升高...
Development of Cadmium Multiple-Signal Biosensing and Bioadsorption Systems Based on Artificial
遗传工程尤其是合成生物学的发展推动了新型金属生物传感器的构建。本研究基于假单胞菌 Pseudomonas putida 来源的 cad 操纵子，设计并构建了翻译偶联的人工 cad 操纵子，成功开发了单信号、双信号和三信号输出的 Cd(II) 全细胞生物传感器。三种传感器均能检测 0.1–3.125 µM Cd(II)，报告信号随浓度...
Synthesis, characterisation and cytotoxicity of gold microwires for ultra-sensitive biosensor development.
本文面向超灵敏微悬臂梁生物传感器开发，研究金微线（Au microwires, AuNWs）的合成、表征与细胞毒性。作者指出，癌症等疾病的早期蛋白生物标志物在血液中浓度极低，传统微悬臂梁传感器需要较高分析物量且对微弯信号敏感，因此高长径比金微线可作为导电与生物识别界面，用于改善生物标志物检测。实验采用油胺（oleylamine, O...
Label-free chemiresistor biosensor based on reduced graphene oxide and M13 bacteriophage for detection of coliforms.
大肠杆菌是水体细菌污染的重要指示菌。本研究报道了一种基于M13噬菌体修饰还原氧化石墨烯（rGO）的无标记化学电阻生物传感器，用于检测大肠杆菌（Escherichia coli, E. coli）等大肠菌群。M13噬菌体作为生物识别元件固定在rGO通道上，可特异性结合带负电荷的E. coli，从而在传感器中产生栅控效应并引起电阻变化。...
Decorating the surface of Escherichia coli with bacterial lipoproteins: a comparative analysis of different display systems.
背景：重组蛋白在细胞表面展示可用于疫苗开发、肽库筛选、全细胞生物催化剂和生物传感器开发。近年发展多种大肠杆菌表面展示系统。结果：本研究评估三种方法在大肠杆菌表面展示一组异源和同源成熟脂蛋白：来自脑膜炎奈瑟菌的四种和来自宿主菌株的四种，已知定位于外膜内叶。构建八种成熟脂蛋白分别与三种系统融合：肠致病性大肠杆菌 AIDA-I、Lpp'O...
Rapid Fluorescence Quenching Detection of
本文报道了基于天然无定形二氧化硅制备的荧光二氧化硅纳米粒子（SNP-RB）及其作为大肠杆菌（Escherichia coli, E. coli）生物传感器的性能。SNP-RB以地热装置沉淀中回收的二氧化硅为前驱体，经溶胶-凝胶法与罗丹明B（Rhodamine B, RB）复合，并用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）调控介孔结构。傅里叶...
Passive Microwave Biosensor for Real-Time Monitoring of Subsurface Bacterial Growth.
本文提出一种实时、无标记的微带传感器，用于检测和监测大肠杆菌（Escherichia coli, E. coli）在 Luria-Bertani（LB）琼脂等固体培养基中的地下生长。该传感器采用单端口微波环谐振器，设计工作频率为 1.76 GHz，通过检测样品介电特性（介电常数和损耗角正切）的变化来监测细菌生长。实验将 3 μL 和...
Sensitive and Specific Cadmium Biosensor Developed by Reconfiguring Metal Transport and Leveraging Natural Gene Repositories.
全细胞生物传感器可用于监测公共卫生与生态系统中的重金属毒性，但其开发长期受灵敏度与特异性之间内在权衡的限制。本文通过重新编程大肠杆菌的金属转运系统，构建了一种对致癌镉离子具有高灵敏度、高特异性和高响应能力的生物传感器。作者遗传改造大肠杆菌，使其富集胞内镉离子并减少干扰金属物种；随后从 GenBank 数据库筛选16个镉感应转录因子，...
Reliable and highly sensitive biosensor from suspended MoS
传统基于支撑衬底的二维生物传感器因表面形貌不均和电荷陷获产生散射，导致器件信号不稳定。悬空二维通道材料可克服衬底散射，但可靠性和选择性受限。本文采用自组装光刻技术制备纳米间隙电极，使化学气相沉积单层 MoS2 悬空于 70–90 nm 间隙上；该结构在沉积氧化铪（HfO2）、偶联剂和抗体后仍保持自由悬空，为原子层提供机械支撑。通过电...
Detecting and correlating bacterial populations to visual color change of polydiacetylene-coated filters.
本研究将10,12-戊二炔酸（PCDA）涂覆于膜滤器表面，并在滤膜上聚合，用于细菌的快速检测与定量。聚合后的聚二乙炔（pPCDA）涂层滤膜在鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella Typhimurium）和大肠杆菌（Escherichia coli）作用下发生颜色变化，而对无害李斯特菌（Listeria innocua）不变色。通过视...
A copper-specific microbial fuel cell biosensor based on riboflavin biosynthesis of engineered Escherichia coli.
铜污染对水环境构成严重威胁，但原位铜监测方法仍缺乏。本研究对大肠杆菌 Rosetta 进行遗传改造，分别以 T7 启动子（Pt7）和 CusC 启动子（PcusC）驱动表达孔蛋白 OprF 和核黄素合成基因 ribB，使菌株能够合成孔蛋白并感应 Cu2+ 以产生核黄素。该工程菌膜通透性提高，核黄素产量（1.45–3.56 μM）与 ...
Diagnostics for Wound Infections.
感染会显著延缓慢性伤口愈合，并给医疗资源带来沉重经济负担。近年来，感染生物标志物的鉴定以及用于观察和定量这些标志物的成像技术已取得进展。传统上，临床医生通过肉眼观察伤口判断感染，并通过伤口培养确认诊断。许多实验室指标，如白细胞计数、红细胞沉降率、C反应蛋白、降钙素原、presepsin、细菌蛋白酶活性等已被定量用于辅助感染诊断。此外...
Imaging Single Bacterial Cells with Electro-optical Impedance Microscopy.
阻抗测量是生物传感的重要工具，可用于蛋白质检测、DNA定量和细胞研究。本文提出一种基于表面光学透射率随局部表面电荷密度变化的电-光阻抗显微镜（EIM），用于单细菌阻抗成像。将大肠杆菌固定于氧化铟锡（ITO）载玻片上，施加电位调制，同时记录透射显微图像序列。对图像序列进行快速傅里叶变换（FFT）分析，获得0 Hz直流分量用于细胞形态成...
Real-time interrogation of fiber optic biosensor using TiO
本文报道了一种用于食品中大肠杆菌（Escherichia coli, E. coli）检测的二氧化钛（TiO2）涂层蚀刻长周期光栅（e-LPG）光纤生物传感器。该传感器基于单模光纤长周期光栅，通过氢氟酸蚀刻包层增强倏逝场，并在光栅区沉积40 nm TiO2薄膜，利用扫描电子显微镜确认薄膜形貌。识别元件为共价固定于TiO2涂层表面的T...
Fabrication of a Novel, Cost-Effective Double-Sided Indium Tin Oxide-Based Nanoribbon Electrode and Its Application of Acute Toxicity Detection in Water.
微电极在快速水毒性生物传感器开发中具有重要作用。本研究在双面氧化铟锡（ITO）玻璃上电沉积2-烯丙基苯酚，制备出具有放大微电极信号能力的纳米带电极（NRE）。该电极结构简单，可获得较大的稳态电流响应。作者以3,5-二氯酚（DCP）为模型毒物，分别采用单微电极、微电极阵列（MEA）和毫米电极作为工作电极进行对比，并以铁氰化钾（K3[F...
Cell-based and cell-free biocatalysis for the production of D-glucaric acid.
D-葡萄糖酸（GA）是由生物质生产的增值化学品，可作为通用平台化学品、食品添加剂、金属螯合剂和治疗剂。目前市售GA主要采用化学法生产，但需求增长推动开发更环保、高效的生产方法。基于细胞生产GA是一种替代策略。研究者已将多条GA合成途径分别导入大肠杆菌、酿酒酵母和毕赤酵母，工程菌表现出从头合成GA的能力。通过优化宿主细胞中的GA代谢途...
A Dual Immunological Raman-Enabled Crosschecking Test (DIRECT) for Detection of Bacteria in Low Moisture Food.
食品安全中，低水分食品（LMFs）的细菌污染是新兴风险。细菌可在低水分环境中长期存活，进入人体后引起食源性疾病。ELISA 和 PCR 等常规方法多依赖水相环境，不适合直接检测 LMFs。本研究基于纳米尺度表面增强拉曼散射（SERS）生物传感器平台和便携式拉曼光谱仪，结合多变量判别分析，建立了双免疫拉曼交叉验证检测法（DIRECT）...
Modeling a synthetic aptamer-based riboswitch biosensor sensitive to low hexahydro-1,3,5-trinitro-1,3,5-triazine (RDX) concentrations.
RNA适配体是较短的核酸序列，可高亲和性结合靶标；当与能够启动荧光报告蛋白翻译的核糖开关组合时，可用于多种介质中的化学检测。该过程从分子尺度的靶标结合延伸到宏观尺度的荧光检测，涉及多个限速的物理变化（如分子构象变化）和生化变化（如反应速率），使检测设计复杂。本文描述了一个用于辅助环境检测六氢-1,3,5-三硝基-1,3,5-三嗪（R...
Digital dipstick: miniaturized bacteria detection and digital quantification for the point-of-care.
本文报道了一种试纸条形式的数字生物传感器（digital dipstick），用于从样品液体中直接检测细菌并进行数字定量，操作仅需浸入、培养和计数三步。该装置由180个微孔组成，每个微孔内填充改良显色琼脂凝胶，可捕获约92 nL尿液并隔离单个菌落形成单位。在37 °C培养后，大肠杆菌生长并产生β-半乳糖苷酶，使显色底物变蓝；通过计数...
Systems evaluation reveals novel transporter YohJK renders 3-hydroxypropionate tolerance in Escherichia coli.
此前报道，删除研究较少的转录因子 yieP 可提高大肠杆菌 W 对 3-羟基丙酸（3-HP）的耐受性。本研究通过系统分析、生理学与功能研究，提出 yieP 删除通过上调编码假想 3-HP 转运体的 yohJK 操纵子来提高 3-HP 耐受性。在多种 C2–C4 有机酸中，yieP 删除带来的耐受性提高对 3-HP 具有高度特异性。将...