[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...
A dual component heme biosensor that integrates heme transport and synthesis in bacteria.
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，...
Phage-Based Fluorescent Biosensor Prototypes to Specifically Detect Enteric Bacteria Such as E. coli and Salmonella enterica Typhimurium.
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...
Precise metabolic engineering of carotenoid biosynthesis in Escherichia coli towards a low-cost biosensor.
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...
Conjugated Polythiophene for Rapid, Simple, and High-Throughput Screening of Antimicrobial Photosensitizers.
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...
A minimalist biosensor: Quantitation of cyclic di-GMP using the conformational change of a riboswitch aptamer.
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...
A low cost color-based bacterial biosensor for measuring arsenic in groundwater.
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...
Highly sensitive electrochemical detection of genomic DNA based on stem loop probes structured for magnetic collection and measurement via metalised hollow polyelectrolyte shells.
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...
Genetically assembled fluorescent biosensor for in situ detection of bio-synthesized alkanes.
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...
Programmable living material containing reporter micro-organisms permits quantitative detection of oligosaccharides.
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...
Interaction of novel fluorescent nanoscale ionic silicate platelets with biomaterials for biosensors.
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...
Determination of zinc, cadmium and lead bioavailability in contaminated soils at the single-cell level by a combination of whole-cell biosensors and flow cytometry.
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...
Antimicrobial susceptibility assays based on the quantification of bacterial lipopolysaccharides via a label free lectin biosensor.
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...
Use of bioreporters and deletion mutants reveals ionic silver and ROS to be equally important in silver nanotoxicity.
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...
Glycosylation of quinone-fused polythiophene for reagentless and label-free detection of E. coli.
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...
Construction of malate-sensing Escherichia coli by introduction of a novel chimeric two-component system.
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...