环二鸟苷酸单磷酸（c-di-GMP）是细菌中普遍存在的第二信使，调控细胞周期、生物膜形成、黏附与毒力等关键行为。准确监测胞内 c-di-GMP 水平，对于理解相关生理过程以及开发针对生物膜相关抗生素耐药的抑制剂具有重要意义。本研究开发了一种遗传编码荧光生物传感器 cdiGEBS，其以肺炎克雷伯菌来源的 c-di-GMP 响应转录因子...
本研究采用含细菌荧光素酶报告基因 luxCDABE 的大肠杆菌 SM 全细胞生物传感器，实时监测药物暴露引起的基因表达变化。作者在大肠杆菌 SM342、SM335、SM343 和 SM346 中分别表达 recA:luxCDABE、soxS:luxCDABE、micF:luxCDABE 和 rpoB:luxCDABE 四种基因构建体...
本文报道了一种面向临床分析的无标记电化学纳米基因传感器，用于病原微生物的检测。该传感器以氧化石墨烯（GO）修饰的一次性铅笔石墨电极（PGE）作为传感平台，并以大肠杆菌（Escherichia coli, E. coli）为模型病原菌。作者将一条5′-氨基己基连接的22碱基E. coli扩增子代表性DNA探针通过碳二亚胺化学固定于电极...
利用低成本、便携式需求点（PoN）生物传感器快速灵敏地检测细菌污染物，在水质监测中备受关注。细胞印迹聚合物（CIPs）作为新兴且廉价的材料，可提供特异性结合位点以捕获完整细菌细胞，尤其适合集成到 PoN 微流控器件中，但提高灵敏度和检测限仍具挑战。本研究将 CIP 功能化不锈钢微丝（CIP-MWs）集成到微流控器件中，用于大肠杆菌（...
大肠杆菌（E. coli）是微生物学模式生物，也可引起儿童和老年人严重疾病，并导致食品召回。本文报道了一种基于场效应晶体管（FET）的生物传感器，用于在液体样品中检测活的大肠杆菌。该传感器以硼/氮共掺杂还原氧化石墨烯凝胶（BN-rGO）为换能材料，并在通道表面固定抗体，以识别 E. coli K12 的 O 抗原。在磷酸盐缓冲液（P...
传统培养与分子方法检测饮用水中大肠杆菌耗时长，且难以区分活性与非活性菌。本文开发并验证一种光子免疫传感器，由功能化抗体并集成于微流控通道的氮化硅环谐振器组成，用于饮用水中大肠杆菌的检测与间接定量。通过间接ELISA筛选针对大肠杆菌膜脂多糖（LPS）和β-半乳糖苷酶的单克隆及多克隆抗体，并在氮化硅表面完成固定化对照。经不同消毒处理的水...
甲醛是天然与合成一碳代谢中的关键代谢物。为工程化甲醛产生酶，需要敏感、易用且低成本的检测方法。本研究将大肠杆菌工程化为可检测宽范围甲醛浓度的细胞生物传感器。利用天然和兼性甲醛同化酶，作者设计了三种依赖甲醛生长的大肠杆菌生长传感器菌株。这些菌株通过对一种或多种必需代谢物进行营养缺陷改造，使其在甲醛存在时可通过甲醛同化途径合成相应代谢物...
葡萄糖酸（GA）是一种高附加值化学品，可用于食品添加剂、抗癌药物和聚合物等。GA 生物合成过程中存在天然的非遗传细胞间差异，培养体系中同时存在高产和低产细胞，低产细胞会浪费营养并降低生产效率；此外，myo-肌醇加氧酶（MIOX）是 GA 合成的关键限速酶，但稳定性和活性较低。为此，本研究基于 GA 生物传感器和四环素外排泵蛋白 Te...
为预防食源性疾病，需要可靠且可现场应用的检测工具。本研究开发了一种低成本免疫传感器，用于灵敏检测大肠杆菌。该传感器以金箔电极（GLE）为基底，采用层层自组装（LbL）技术，在电极表面交替沉积带正电的聚乙烯亚胺（PEI）和带负电的羧基功能化单壁碳纳米管（SWCNTs-COOH），形成静电结合的PEI-SWCNT薄膜。通过拉曼光谱、高分...
二羟基丙酮（DHA）是化妆品工业重要原料，可由大肠杆菌糖酵解中间物二羟基丙酮磷酸（DHAP）经二羟基丙酮磷酸去磷酸化酶（HdpA）去磷酸化生成。为高效筛选 HdpA 高活性突变体，本研究基于甲醛响应转录调控蛋白 FrmR 构建了甲基乙二醛（MG）生物传感器。将 FrmR 结合位点插入组成型启动子 J23100 的 -35 上游及 -...
受污染空气和空气传播病原体影响日常生活，灵敏快速检测对环境监测和医学诊断至关重要。与PCR、ELISA、代谢试验等常规方法相比，生物传感器可实时、可靠、灵敏地检测化学物质和有机颗粒；集成纳米材料还能进一步提高灵敏度和特异性。然而，细菌等有机物的检测通常依赖液体样品，流程较慢。本文报道了用抗细菌抗原抗体功能化的聚丙烯腈（PAN）纳米纤...
传统水致病原检测方法依赖耗时的富集与生化鉴定，通常需要24小时至一周。近年来，快速、近实时检测水致病原的生物传感技术受到重视。作者此前开发了基于塑料光纤（POF）的免疫传感器，采用U型探针连接LED和光电探测器，并将传感器浸入已知浓度菌悬液进行检测。本文报道了一种新的光电配置：使用两根POF U型探针，一根作为参考，另一根作为免疫传...
S-腺苷甲硫氨酸（SAM）是重要的生物分子，主要作为甲基供体参与多种生物学功能，也是有价值甲基化化合物生物合成的关键前体，但其供应常成为合成代谢瓶颈。为突破该瓶颈并重塑 SAM 稳态，需要高通量检测胞内 SAM 可用性变化的传感系统。本研究构建了仅含最少组分的质粒系统，将荧光蛋白置于受内源 MetJ 转录因子控制的启动子下游；Met...
本研究开发了一种基于具有过氧化物酶活性的纳米片的快速、灵敏适配体传感器，用于检测水中的大肠杆菌。采用银/铂纳米片（Ag/Pt NPL）与寡核苷酸适配体作为生物识别元件相互作用。场发射扫描电镜显示Ag/Pt NPL尺寸约42 nm，能谱分析表明铂离子薄层包覆在银纳米片表面。该纳米生物传感器可特异性结合大肠杆菌，使适配体-Ag/Pt N...
本文提出一种基于微生物群体生理行为而非仅监测环境参数的生物过程控制策略，其核心是“在细胞需要时给予其所需”。作者开发了一种基于大肠杆菌 glnA 启动子（glnAp）的基因编码荧光生物传感器，用于监测大肠杆菌 BLR(DE3) 的氮相关营养状态。该传感器以 glnAp 为输入模块，以携带 C 端 ASV 降解标签的 GFPmut3....
经典定向进化是改造生物分子功能的有效策略，但传统方法依赖多步分子生物学操作和反复筛选，耗时费力且通量有限。本研究建立了一种具有温度响应诱导可调性的超高通量体内连续定向进化系统。该系统基于工程化热响应阻遏蛋白 cI857 调控错误倾向 DNA 聚合酶 Pol I* 的表达，并结合携带温度敏感缺陷的基因组 MutS 突变体 MutS60...