神经递质苯乙胺（PEA）易被氧化生成苯乙酸（PA），且 PEA 和 PA 均为苯丙氨酸（Phe）在人体内的代谢物，因此它们是苯丙酮尿症（PKU）诊断的重要指标。本研究开发了三色全细胞生物传感器，用于同时检测 Phe、PEA 和 PA。传感器利用酪氨酸响应启动子控制绿色荧光蛋白（GFP）表达，以响应 Phe 水平；首次利用 FeaR ...
微流控与显微成像结合已成为在细胞分辨率下研究植物生理和根-微生物相互作用（RMI）的有力手段，但现有装置多用于拟南芥，缺乏适用于木本植物的活体研究平台。本文报道了一种名为 RMI-chip 的简单微流控装置，可使颤杨（Populus tremuloides）幼苗在持续营养液灌注下生长超过一个月，从而对活根与根际细菌的相互作用进行连续...
本文提出一种用于循环水产养殖系统（RAS）水质监测的新型毒性预警传感器。该传感器系统主要由全细胞生物传感器构成，采用广泛毒性分析中常用的发光细菌 Aliivibrio fischeri，对已知鱼类健康胁迫物混合物进行检测，包括亚硝酸盐、非离子氨、铜、铝和锌。研究构建了两种毒性预测模型，并分析其相关性、均方根误差、相对误差和毒性行为。...
活细菌或酵母细胞常作为生物报告细胞用于检测特定化学分析物或样品毒性。特别是携带合成基因线路、可在特定靶标诱导下产生可靠非天然信号（如荧光蛋白或生物发光）的细菌或酵母，可构建稳健灵活的检测平台。本文报道了主要用于批量样品分析的荧光报告细菌（bactosensor）如何被部署到单一紧凑型生物芯片中，实现自动半连续靶标分析。基于大肠杆菌的...
三维组织平台正成为量化细胞群体异质性的首选方法，用于多种诊断和药物治疗应用。微流控传感器及其与微流控系统的集成通常被视为宏观器件的微型化版本，其典型工作液量仅 100 nL 至 10 μL，在处理昂贵且难以获取的样品和试剂方面具有独特优势。构建功能完整的细胞基生物传感器需要结合生物图案化与微加工技术。本文采用数字微镜（光刻）系统构建...
糖尿病患者易发生血管并发症，其核心是内皮功能障碍和内皮细胞凋亡。虽然高血糖和流体剪切应力可诱导内皮细胞功能障碍，但糖尿病患者血浆中生物因子对模拟生理脉动血流条件下内皮完整性的影响尚不清楚。本研究开发了一种血流动力学微流控芯片系统，将脉动流施加于表达荧光共振能量转移（FRET）型 caspase-3 生物传感器的内皮细胞单层；该传感器...
本文报道一种用于水样中砷检测的紧凑便携式生物传感器。该装置采用工程化大肠杆菌生物报告细胞作为识别元件，菌株 E. coli 1598 携带 pPROBE-ArsR-ABS 质粒，可在三价砷和五价砷诱导下表达绿色荧光蛋白（GFP），且 GFP 荧光强度在 0–100 μg/L 范围内与砷浓度呈线性关系。传感器核心为聚二甲基硅氧烷（PD...
本文报道了一种用于饮用水中快速筛查毒性物质的芯片生物传感器。该器件包含封闭微流控细胞培养腔，腔内接种活细胞，并将电细胞-基底阻抗传感（ECIS）工作电极创新地布置为石英晶体微天平（QCM）谐振器的上电极，使同一细胞单层可同时进行阻抗与质量/声学测量。当有毒水样导致细胞损伤或凋亡时，细胞膜介电特性下降、细胞间及细胞-基底间隙增大，使阻...
本文报道了通过基因工程构建发光磁细菌（BL-MTB）并将其集成到微流控分析装置中，形成便携式毒性检测系统。作者将 Magnetospirillum gryphiswaldense MSR-1 菌株改造为组成型表达红色发光素酶（CBR），其生物发光信号与细菌活力直接相关。利用细菌自身磁性作为“天然执行器”，可在芯片内将细胞从反应区转移...
为研究糖尿病高糖条件下内皮细胞功能障碍机制，作者开发了血流动力学微流控芯片系统。该系统将基于caspase-3的荧光共振能量转移（FRET）生物传感器细胞系与可模拟血管脉动血流的微流控芯片结合，可实时、少量细胞地检测内皮细胞凋亡。HUVEC-C3细胞系稳定表达FRET传感蛋白，用于探测caspase-3激活；凋亡发生时传感细胞由绿色...
细菌生物报告器与微流控系统结合有望实现化学或毒性目标的现场检测。作者将工程化大肠杆菌细胞封装于琼脂糖微珠并集成到 PDMS 微流控芯片中，用于检测饮用水中的无机砷。该菌株在接触亚砷酸盐或砷酸盐后，通过 ArsR 调控系统诱导表达增强型绿色荧光蛋白 eGFP。约 1000 个含菌琼脂糖微珠被捕获在芯片 500×500 μm² 滤笼中，...
细胞基生物传感器的应用常受细胞表面受体在激动剂持续刺激下发生脱敏的限制。本文报道了一种用于液体环境中检测三磷酸腺苷（ATP）的微流控细胞基生物传感器（μCBB）。该传感器集成了毫秒级化学脉冲发生器，并以单个表达内源性 P2Y 受体的 NIH-3T3 细胞作为识别元件。研究采用 ATP 溶液模拟输入信号，通过控制十字形微流控芯片两个出...