许多细菌已被工程化以在培养中响应特定分析物产生光学输出，但将其用于土壤中不同化学物种的大范围原位监测仍受限于缺乏可行的铺撒方案。本文报告并验证了一套用于长期保存遗传设计为检测苯、甲苯、乙苯和二甲苯（BTEX）的 Pseudomonas putida 细胞，并将其配方、铺撒和激活到目标地点与时间的综合系统。作者测试了多种冻干保护剂，发...
本研究通过基因工程构建可诱导发光的工程大肠杆菌菌株，并对其进行表征与优化，用于重金属在线检测。首先比较丙酮酸、葡萄糖、柠檬酸、稀释Luria–Bertani和乙酸等碳源，发现乙酸培养基可获得最佳诱导比。所构建的三种诱导型菌株E. coli DH1 pBzntlux、pBarslux和pBcoplux在30 °C过夜培养14 h后可用...
微生物生物传感器具有体积小、可便携、成本低、操作简便等优点，适合用于环境污染物的原位监测。其核心策略是将可剂量响应于目标化学物质或生理信号的调控基因与报告基因融合，使目标物诱导报告基因表达并产生可测信号；通过改造调控基因或效应结合位点，可进一步扩展目标范围并提高灵敏度。近年来，基因工程微生物生物传感器已被用于便携式检测试剂盒、芯片细...
发光细菌生物报告器通常将细菌生物发光基因 luxCDABE 作为报告元件，与应激响应启动子融合作为感应元件；当环境胁迫或诱导化学物激活启动子时，产生剂量依赖性生物发光信号。为提高发光生物报告器性能，本研究将发光杆菌 Photorhabdus luminescens 的 luxCDABE 拆分为两个较小功能单元：编码荧光素酶、催化发光...
XylR 调控蛋白来自 Pseudomonas putida mt-2 的 TOL 质粒，参与甲苯和苯降解途径。本文描述基于 XylR 及其同源启动子 Pu 构建并实验室表征重组生物传感器（pGLPX 质粒）。在 pGLPX 质粒中，报告基因 luc 受 Pu 启动子控制。我们评估两种不同核苷酸序列作为 SD 元件改善生物报告灵敏度...
细菌生物传感器菌株显著促进了群体感应系统的快速发现、分离与研究。本研究测定了基于LasR的大肠杆菌生物发光生物传感器JM109(pSB1075)对13种不同长链N-酰基高丝氨酸内酯（AHL）的相对敏感性，这些AHL包括含14、16和18个碳、带或不带双键以及第三碳氧化取代的长链AHL。作者进一步通过生物测定、高效液相色谱（HPLC）...
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...
遗传工程微生物报告菌株通过诱导型启动子与报告基因融合，在暴露于目标化合物或应激因子时产生剂量依赖信号。本文评论增强生物发光细菌传感器性能的通用策略，包括优化启动子区 DNA 片段长度、随机或定点突变以及启动子重复/串联。作者以大肠杆菌中 sulA::luxCDABE 和 grpE::luxCDABE 融合为例，检测萘啶酸等 SOS ...
阿糖胞苷（Ara-C）是治疗急性髓系白血病（AML）的关键药物，但最多30%患者治疗无反应，因此需要治疗前筛选患者血样以预测药物反应。本研究通过转座突变构建胞苷脱氨酶（cdd）缺陷的大肠杆菌MG1655突变体，使其对Ara-C敏感，并转化携带Photorhabdus luminescens luxCDABE操纵子的质粒，构建自发光全...
NahR 是萘降解途径中响应水杨酸的转录调控因子，是检测萘和水杨酸的微生物生物传感器核心元件。为最大化传感器灵敏度，作者通过定点突变 nahR 基因进行理性设计，在已知参与中心诱导剂识别和 C 端多聚化的第 169 位和第 248 位构建 8 个单突变体（N169A、N169C、N169K、N169S、R248H、R248M、R24...
本研究构建并表征了一种基于水母素（aequorin）的大肠杆菌 JM109 全细胞生物传感器，用于检测水溶液中的甲苯及其相关化合物。该传感器以 pGL2 质粒为基础，携带假单胞菌 mt-2 xyl 操纵子下路启动子 Pu、转录激活因子 xylR 以及融合的水母素 cDNA，命名为 pGL2-aequorin。当 XylR 蛋白结合甲...
四环素在兽医领域广泛使用，动物源性食品中残留监测需要快速、低成本的高通量筛查方法。本文对一种已建立的发光细菌细胞生物传感器方法进行了大规模现场评价，使用超过300份常规禽肉样品，并与微生物抑制法平行比较。细胞生物传感器法检出的可疑样品比例明显更高，为10.2%，而抑制法为2%；所有可疑样品均经液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）确...
河口系统中磷酸盐和氨的积累及其引发的甲藻与藻华，已被认为与鱼类死亡及渔民健康风险有关。分析化学试剂盒常用于测定水样中磷酸盐和氨水平，但其灵敏度受限于仅针对这些物质的无机形式。本研究构建了一种大肠杆菌生物发光报告系统，将大肠杆菌启动子 phoA 或 glnAp2 与费氏弧菌 luxCDABE 操纵子融合，载体位于染色体或多拷贝质粒上，...
本研究开发了一种利用生物发光全细胞生物传感器检测牛奶中雌激素样霉菌毒素残留的方法。将不同组成的乳制品加标雌激素霉菌毒素玉米赤霉烯酮（zearalenone）及其代谢物 zearalanone、α-zearalanol、β-zearalanol、α-zearalenol 和 β-zearalenol。雌激素反应由遗传改造的酿酒酵母全细...
北美萤火虫 Photinus pyralis 荧光素酶（Luc）发射黄绿光（557 nm），已广泛用于基因报告检测、全细胞生物传感器测量和活体成像。具有红移生物发光且比活性较高的荧光素酶变体可与绿色发光酶配对用于双颜色报告检测，也可单独用于活体成像。本研究以先前报道的红色发光热稳定突变体为模板，通过定点突变技术构建两种发射峰更红、同...
本研究利用遗传工程 Acinetobacter baylyi ADP1 菌株 ADPWH_lux，定量测定培养基 pH 对 sal 操纵子调控的影响。该菌株在染色体 sal 操纵子中携带 salA 基因与无启动子 luxCDABE 生物发光基因盒的融合，受 LysR 型转录调控因子 SalR 调控，可在水杨酸诱导下产生生物发光。活细...
为监测和处理土壤与水体中的化学污染物，环境科学与工程领域需要快速、连续、原位测定污染物浓度。传统气相或液相色谱法准确但复杂、耗时、昂贵且需样品前处理，难以用于现场。生物传感器将生物组分与换能器耦合，将分析物与生物组分相互作用转化为可处理信号。本文聚焦光致发光（photoluminescence, PL）型生物传感器，先回顾荧光与磷光...
亚致死代谢效应是重要的毒理学终点。本研究采用表达萤火虫荧光素酶的转基因秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）生物发光作为快速、定量的代谢终点，评估氧化应激剂和环境污染物镉（以氯化镉形式提供）在亚致死慢性暴露（19 h）下的效应。在0–30 μM Cd测试范围内，线虫生物发光呈浓度依赖性下降，其灵敏度与分别经67...
尽管多项综述认为微生物生物传感器可用于环境监测，但实际应用中仍较少，原因之一是多数传感器依赖水相缓冲体系，难以直接匹配真实环境基质。本研究评估了多种非穷尽提取技术（NEETs）与萘响应生物传感器的兼容性及其与萘生物降解的相关性。所用传感器为lux标记的Pseudomonas fluorescens HK44 pUTK21，可定量响应...
两类海绵（动物界多孔动物门）具有由骨针组成的硅质骨骼。此前对六放海绵大型骨针（>5 cm）的光纤-力学性能研究表明，它们是有效的光收集光纤。本文报道，海绵Suberites domuncula具有由有机发光酶荧光素酶（luciferase）和无机光传导二氧化硅骨针（silica spicules）组成的生物传感器系统。作者证明了该海...