沉积物是水生生态系统正常功能的关键组成部分，也是已知最大的有害污染物储存库。沉积物相关污染物种类繁多，可能对水生生物群落产生危害并影响生态系统功能。全细胞生物传感器是一种快速且具生物学相关性的环境毒性评估工具。本研究开发了一种基于生物测定的毒性测量系统，利用基因改造细菌构建全细胞光学生物传感器。具体而言，将报告细菌整合并固定于光纤尖...
本文提出一种基于纳米复合导电聚合物构建受体元件的方法，用于按生化需氧量（BOD）和毒性两项指标快速诊断地表水状态。作者分别构建细菌P. yeei与酵母S. cerevisiae、酵母O. polymorpha与B. adeninivorans的微生物关联，用于毒性及BOD评估。采用碳纳米管（CNT）、壳聚糖（CHIT）和牛血清白蛋白...
本文提出一种基于大肠杆菌 DH5α（E. coli）与对苯醌（BQ）快速显色反应的比色生物传感器，用于评价水样毒性。BQ 作为脂溶性电子介体进入细胞，接受呼吸链电子并被还原为对苯二酚（HQ），HQ 与剩余 BQ 进一步反应生成深褐色醌氢醌（QHQ）。当水样中存在有毒物质时，大肠杆菌呼吸活性受抑制，BQ 还原量减少，QHQ 生成量降低...
毒性生物传感器因在线监测潜力受到关注。然而，毒物效应以及剂量、暴露时间、呼吸底物（RS）类型和浓度对生物反应器性能的影响具有物种特异性。这些因素需逐例研究，因为它们可能导致受染微生物损伤或自我修复，但以往研究很少考虑。本文首次考察了休息时间和 RS 浓度对 Cr6+ 水毒性生物传感系统性能的影响，并首次将新型非接触流体输送系统应用于...
本文首次提出一种基于大肠杆菌（E. coli）与对苯醌（BQ）快速显色反应的比色-电化学双信号水毒性检测方法。该方法以活体大肠杆菌作为生物催化剂，以对苯醌作为脂溶性电子介体。水样中的毒性物质会抑制大肠杆菌呼吸链和代谢活性，使其还原 BQ 生成对苯二酚（HQ）的能力下降；HQ 与剩余 BQ 结合生成深棕色醌氢醌（HYD），毒性越强颜色...
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...
快速城市化与三角洲水系污染严重威胁饮用水、工业用水及数百万人的生计。本研究采用基于发光分子生物传感器的新技术，评估孟加拉国达卡周边 Turag、Tongi、Balu 和 Buriganga 河流的毒性。在36个采样点、中低流量条件以及 Bishwa Ijtema 节期间采集水样，结果显示细胞毒性水平较高，并伴随铝、镉、铬、铁、锌、锂...
使用微生物如细菌的生物传感器具有生命周期短等优势。一种已开发的比色生物传感器技术是利用大肠杆菌（E. coli）生物反应器介导的普鲁士蓝形成反应与铁氰化物。固定化可使细菌在不降低其生物受体能力的前提下长期使用。本研究旨在开发一种新型、快速的固定化细菌生物传感器，用于检测水中毒性化合物并评估其分析性能。采用包埋法将 E. coli 固...
本综述介绍若干用于生物应用的纳米/微尺度传感器。首先介绍两类悬臂梁高灵敏温度传感器：一类由复合材料制成，工作在偏转模式；为检测单个哺乳动物细胞产生的热量，该微加工悬臂梁长度处于微米尺度、厚度处于纳米尺度。另一类悬臂梁工作在谐振频率模式，其原理是哺乳动物细胞引起的温度变化导致谐振频率漂移。除悬臂梁生物传感器外，本文还介绍两种基于电细胞...
水毒性评估对保障人类健康和社会安全具有重要意义，因为越来越多有毒化合物进入水环境。本研究以希瓦氏菌 Shewanella oneidensis MR-1 细胞的电化学活性作为毒性指标，以 3,5-二氯酚（DCP）为模型有毒化合物，开发了一种用于水毒性评估的新型生物传感器。结果表明，水中 DCP 的存在显著抑制三电极体系中 MR-1 ...
本研究开发了一种基于基因改造细菌的新型无外源介质水毒性检测方法。研究选用基因改造铜绿假单胞菌作为生物传感器菌株，并以该菌株产生的绿脓菌素作为毒性指示物。通过电化学法和光谱法测定该菌株对模型毒物3,5-二氯苯酚的毒性响应，结果表明3,5-二氯苯酚的半数最大抑制浓度为15.1 mg/L。值得注意的是，当样品溶液中3,5-二氯苯酚浓度低至...
本研究开发了一种基于硫氧化细菌（SOB）代谢特性的在线水毒性监测系统，并采用连续和补料分批两种运行模式检测亚硝酸盐（NO2−-N）。实验考察了 0.1–5 mg/L NO2−-N 对 SOB 生物反应器的影响。结果显示，5 mg/L NO2−-N 对连续模式（R1）和补料分批模式（R2）均具有强毒性，可在约 2 h 内完全抑制 SO...
基因工程发光细菌可通过不同毒性作用模式诱导生物发光，是替代水生生物急性毒性测试的潜在工具。本文报道一种简便的试纸条型生物传感器，用于环境水样中毒性分类与识别。该传感器由8种不同光学颜色编码的功能性海藻酸盐微球组成，每个微球分别封装一种发光细菌菌株及其对应荧光微球。颜色编码使不同微球易于识别，并相比液体培养提高细胞稳定性。使用时只需将...
本文报道了一种用于水毒性评估的全自动流动注射分析仪的开发。该分析仪以费氏弧菌（Vibrio fischeri）生物发光全细胞生物传感器为核心，通过检测重金属溶液对细菌生物发光的抑制来评估毒性。实验中将100 μL费氏弧菌悬液注入含不同浓度Pb2+、Hg2+和Cu2+的载液中，菌体在混合线圈中与毒性载液混合后进入检测单元。以去离子水注...
为快速、可靠地检测水中的内分泌干扰化合物（EDCs），本文开发了一种基于硫氧化细菌（SOB）的新型毒性检测生物传感器方法。该方法利用 SOB 在氧气存在下将单质硫氧化为硫酸的能力：S + H2O + 1.5O2 → SO4^2- + 2H+，反应使体系电导率（EC）升高、pH 降低。当水中加入 EDCs 时，SOB 的硫氧化活性受到...
自动水毒性生物检测器（ABTOW）是一种基于硝化细菌催化活性监测的生物传感器。为建立标准化传感系统，需要表征生物膜发育过程并确定其生物催化稳定性条件。本研究在开放细胞聚氨酯海绵（OCPM）生物反应器中，考察由氨氧化菌（AOB）和亚硝酸盐氧化菌（NOB）组成的硝化细菌生物膜的生长与成熟。采用分光光度法、离子色谱法和图像细胞术分别测定 ...
本研究在单个透明电极上制备了藻类生物传感器阵列。以ITO玻璃为工作电极，先用十八烷基三乙氧基硅烷（ODS）处理形成疏水表面，再利用Pt-TiO2光催化光刻掩膜在紫外光下选择性去除ODS，形成亲水/疏水图案；随后在亲水区涂覆聚-L-赖氨酸（PLL），并将小球藻、假克氏藻和衣藻等微藻细胞与海藻酸钠混合后用CaCl2交联固定，形成多个独立...
全细胞生物传感器可用于在线和原位环境监测。本文提出一种基于遗传工程大肠杆菌的全细胞生物发光生物传感器，用于水毒性检测。该菌株携带 recA::luxCDABE 启动子-报告基因融合，以 SOS 响应识别毒素。采用 Geiger 模式工作的单光子雪崩光电二极管（SPAD）实现高灵敏度光学检测。作者建立了描述大肠杆菌生物发光 SOS 毒...