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...
Impedimetric DNA E-biosensor for multiplexed sensing of Escherichia coli and its virulent f17 strains.
本文设计了一种基于阻抗的 DNA 多重生物传感器，用于同时检测大肠杆菌（yaiO 基因）及其毒力 f17 变异株。将巯基化 DNA 双探针自组装到金纳米粒子修饰的丝网印刷碳电极（AuNPs/SPCE）表面，以识别 yaiO 和 f17 基因的特定序列。通过监测阻抗响应并拟合等效电路模型，确定了生物电极制备的最佳条件。当生物电极识别目...
Conjugation of Carboxylated Graphene Quantum Dots with Cecropin P1 for Bacterial Biosensing Applications.
能够准确、快速检测溶液中细菌浓度的生物传感器对饮用水安全评估等应用具有重要意义。近年来，量子点因强发光特性和可功能化能力成为生物传感候选材料。本文研究羧基化石墨烯量子点（CGQDs）与抗菌肽 Cecropin P1 共轭后用于检测大肠杆菌（Escherichia coli, E. coli）。作者建立了以荧光强度变化为核心的生物传感...
Development of the Correction Algorithm to Limit the Deformation of Bacterial Colonies Diffraction Patterns Caused by Misalignment and Its Impact on the Bacteria Identification in the Proposed Optical Biosensor.
近期提出的基于宏观菌落光衍射现象的光学生物传感器细菌鉴定方法可提供超过98%的分类准确率。然而，如此高的准确率依赖于衍射图案空间强度分布的可比性和可重复性，因此必须消除所有与菌种/菌株无关且影响衍射图案的因素。本研究考察了细菌菌落与照明光束错位对从衍射图案中提取的分类特征变异的影响。结果表明，扫描模块引入的错位显著影响衍射图案及用于...
Biosensor-Guided Atmospheric and Room-Temperature Plasma Mutagenesis and Shuffling for High-Level Production of Shikimic Acid from Sucrose in
本文首次提出一种结合生物传感器引导的大气常温等离子体（ARTP）诱变与基因组洗牌的菌株改良策略，用于提高大肠杆菌中莽草酸（SA）的生产水平。应用该策略使 SA 产量提高 2.7 倍、生长提高 2.0 倍。该策略以莽草酸生物传感器 pSenSA 作为筛选工具，通过 ARTP 构建突变库，并利用红色荧光报告蛋白 mCherry 快速初筛...
Highly Sensitive Optical Detection of
金属有机框架（MOF）被认为对生物传感器开发非常有用。本文首次报道利用水分散性铽基 MOF（Tb-BTC，BTC=1,3,5-苯三甲酸）对大肠杆菌（E. coli）进行光学检测。通过紫外-可见、荧光、傅里叶变换红外光谱、X 射线衍射和电子显微镜等表征证实 Tb-BTC 成功合成。将 Tb-BTC 与抗 E. coli 抗体进行生物界...
Biosensor-enabled droplet microfluidic system for the rapid screening of 3-dehydroshikimic acid produced in Escherichia coli.
基因编码生物传感器是筛选代谢物生产菌株的有力工具。传统基于生物传感器的筛选常采用荧光激活细胞分选（FACS），但其仅测量单细胞胞内荧光，细胞间信号差异会降低筛选准确性。为克服该局限，作者将生物传感器与液滴微流控结合，建立荧光激活液滴分选（FADS）方法，在独立液滴微环境中以多细胞水平检测标记细胞。研究以先前报道的3-脱氢莽草酸（3-...
Screening of Bacterial Quorum Sensing Inhibitors in a
本研究利用携带费氏弧菌（Vibrio fischeri）改造 lux 操纵子的合成荧光大肠杆菌生物传感器，筛选 23 种化合物的细菌群体感应（QS）抑制活性。该传感器以 LuxR 识别外源 AHL 3OC6HSL，并驱动绿色荧光蛋白（GFP）表达。结果显示，PCA、PQS、MOQ 和 genipin 在 50 µM 下分别将 QS ...
Development of a point-of-care technology for bacterial identification in milk.
为快速、灵敏地监测牛奶中病原微生物污染并保障公共卫生，作者开发了一种基于硝酸纤维素膜的比色抗体层叠垫（stack pad）生物传感器。该装置是对侧向流免疫分析的改良，由上至下依次包含样品垫、结合垫、六层大肠杆菌DH5α阻断层和含干燥底物的吸收垫；结合垫中预载与辣根过氧化物酶（HRP）偶联的抗大肠杆菌抗体。牛奶样品加入后，目标菌与HR...
Design, Evolution, and Characterization of a Xylose Biosensor in
遗传编码生物传感器广泛用于合成生物学和代谢工程，但已报道的木糖生物传感器过于敏感且工作范围有限，难以满足多数传感应用。本研究对大肠杆菌 XylR 进行定向进化，并构建基于 XylR 及其操纵子 xylO 的木糖生物传感器。含突变 XylR 的传感器工作范围较对照提高近 10 倍；XylR 中单个氨基酸突变 L73P 或 N220T ...
SlyA Transcriptional Regulator Is Not Directly Affected by ppGpp Levels.
SlyA 是沙门氏菌和大肠杆菌中调控毒力基因及表面组分表达的反沉默转录因子，主要通过拮抗 H-NS 抑制子发挥作用。此前报道 ppGpp 可促进 SlyA 二聚化并增强其在 pagC 启动子的 DNA 结合，从而上调该基因表达；而实时监测活菌内 ppGpp 水平一直是 stringent response 领域的难题。作者因此设想 ...
Genotoxic effect of 2,2'-bis(bicyclo[2.2.1] heptane) on bacterial cells.
本研究利用基于大肠杆菌（E. coli）的全细胞细菌荧光素酶生物传感器，研究张力烃2,2’-双(双环[2.2.1]庚烷)（BBH）的毒性。该传感器将发光杆菌（Photorhabdus luminescens）luxCDABE荧光素酶基因与多种应激诱导启动子转录融合，当细胞受到毒性刺激时发光增强。结果表明，BBH具有基因毒性，可诱导细...
Dispersible Conjugated Polymer Nanoparticles as Biointerface Materials for Label-Free Bacteria Detection.
快速高效识别水和生物流体中的细菌病原体是医疗、食品安全和公共卫生的重要问题，需要低成本、高效的传感策略。阻抗传感器因可靠和易用而成为细菌检测的有前途工具。本文报道了一种基于两亲性聚(3-己基噻吩)-b-聚(3-三乙二醇噻吩)（P3HT-b-P3TEGT）的生物界面，用于无标记阻抗法检测大肠杆菌（E. coli）。该生物界面由 P3H...
An "energy-auxotroph" Escherichia coli provides an in vivo platform for assessing NADH regeneration systems.
高效体内再生 NADH 和 ATP 对优化高附加值化学品生产及合成代谢途径活性至关重要。目前，这类辅因子再生途径主要在体外测试和表征，但体外测量不能反映生理条件下的酶活性，可能产生误导。本文构建了一个用于测试和比较 NADH 再生系统的体内平台。通过删除大肠杆菌二氢硫辛酰胺脱氢酶基因 lpd，使丙酮酸脱氢酶和 2-酮戊二酸脱氢酶失活...