全氟及多氟烷基物质（PFAS）因碳氟键稳定而广泛持久存在于环境中，全球变暖通过改变水文、温度、氧化还原及冻土融化等过程，促进 PFAS 从土壤和沉积物向水体迁移，增加生物可利用性与暴露风险。传统 LC-MS/MS 方法前处理复杂、成本高、耗时，且只能定量已知同系物，难以实时监测和反映生物效应。全细胞生物报告器（WCB）是基因工程活细...
砷（As）是土壤环境中高毒性类金属，其污染可通过食物链危害人体健康。传统风险评估多依赖 ICP-OES 和 AAS 测定总砷浓度，但设备昂贵、样品前处理复杂，且难以反映砷的生物可利用性与毒性。全细胞生物报告器（WCB）是基因工程改造的活菌，可感知目标污染物并产生光学或电化学信号，用于评估砷的生物可利用性和环境风险。本文综述了基于 a...
随着合成生物学发展，全细胞生物传感器可用于环境水中毒性重金属的选择性、灵敏检测，但多数依赖肉眼不可见的荧光或生物发光信号。本研究利用肺炎克雷伯菌 pbr 操纵子可被生物可利用 Pb(II) 选择性诱导的特性，将前紫罗兰色素（proviolacein, PV）生物合成基因簇 vioABDE 转录融合至 pbr Pb(II) 响应元件下...
锑（Sb）是一种新兴环境污染物，其现场形态分析对准确评价生物可利用性和毒性至关重要。针对三价锑（Sb(III)）全细胞生物传感器（WCB）因缺乏特异性识别元件而难以构建的问题，本研究利用Sb(III)特异性转录调控因子antR及其同源启动子Pant，构建了新型Sb(III)特异性WCB。为抑制Pant启动子泄漏，作者在Sb(III)...
水污染已成为威胁人类健康与生态安全的全球性环境问题，水体中污染物生物可利用性的监测与风险评估对确定水处理需求至关重要。与传统化学分析相比，基于全细胞生物报告器（whole-cell bioreporters, WCBs）的环境生物传感可通过报告基因快速、简便、通用且经济地检测多种污染物的生物可利用性。WCB 的性能取决于宿主菌株、调...
数十年研究表明，沉积物中自由溶解多环芳烃（Cfree）浓度与PAH生物可利用性及对水生生物毒性相关。被动采样和模型可用于测定或预测Cfree，但化学分析与数据评估需数周。本研究评估了一种便携式、可现场部署的抗体基PAH生物传感器方法，该方法可在数分钟内利用少量机械提取沉积物孔隙水测定PAH Cfree。对4种PAH范围宽（ΣPAH ...
人类活动向土壤释放多种污染物，对生态系统和人类健康构成严重威胁。与传统分析方法相比，基于微生物细胞的生物报告器具有灵活、快速、低成本的优势，可用于评估环境风险。本综述总结了生物报告器在土壤污染检测中的最新进展，并讨论其挑战与当前策略。文章介绍了生物传感原理和遗传电路工程，综述了用于检测和定量土壤中重金属及有机污染物的生物报告器发展。...
灌溉和饮用水中的砷对全球人类健康构成威胁。溶解性有机质（DOM）是普遍存在且具光反应性的砷吸附剂，既能抑制也能增强砷的迁移。微生物可通过被认为发生在细胞内的氧化还原过程控制矿物结合砷的释放，但 DOM 对微生物砷生物可利用性的作用虽常被提及，却缺乏实验检验。本研究使用全细胞生物传感器，检验 DOM 对 As(III) 和 As(V)...
汞（Hg）对微生物的生物可利用性是汞在食物网中生物放大的关键步骤，镉（Cd）的转化与生物可利用性则影响其在主要粮食作物中的积累。这些金属的生物可利用性取决于其在溶液中的形态，尤其在厌氧条件下，Hg 可被甲基化为有毒的甲基汞（MeHg），Cd 可在根际持续存在。全细胞微生物生物传感器在金属进入细胞质时产生可量化信号，是评估金属生物可利...
沉积物中污染物混合物复杂，常使毒性归因困难。本研究按历史受污染工业河口表层沉积物中 18 种多环芳烃（PAH）的种类和相对比例配制场地特异性 PAH 储备液，并将其以稀释系列加标到系统内（细粒、高总有机碳）和系统外（粗粒、低总有机碳）无毒现场参考沉积物中，覆盖该区域既往测得的总 PAH 浓度范围。加标沉积物用于 10 d Lepto...
为优化用于血管应用的硫酸软骨素（CS）-表皮生长因子（EGF）抗凋亡涂层，作者比较了两种将 EGF 定向展示于 CS 表面的接枝策略。他们构建、纯化并表征了 N 端融合半胱氨酸和 Ecoil 螺旋肽的 EGF 嵌合蛋白 Cys-Ecoil-EGF。该蛋白可通过游离巯基共价固定，或通过 Ecoil/Kcoil 螺旋-螺旋相互作用非共价...
过去20年，通过遗传工程改造的微生物全细胞生物传感器（EMWCBs）在化学感知与环境监测方面取得显著进展。这类传感器以活微生物细胞为识别与转导单元，将特定代谢调控盒与报告基因连接，使目标化学物质能够诱导电流、电位、热、电导、显色、发光或荧光等输出信号，从而为污染评估提供简便替代途径。由于人类活动造成的真实污染常由多种化学物质混合组成...
铜（Cu）因城市废物产品作为肥料施用而在农业土壤中累积。本研究报道利用亮氨酸掺入技术（Leu-PICT）在长期农业田间试验中测定土壤细菌群落对铜的污染诱导群落耐受性。结果显示，施用有机废物肥料的土壤中细菌群落对 Cu 的耐受性显著升高，并与土壤总 Cu 含量呈正相关。然而，金属形态分析和全细胞细菌生物传感器分析表明，所观察到的 PI...
针对土壤和水生生物金属毒性环境标准多基于自由离子活度模型（FIAM）或生物配体模型（BLM），认为生物可利用形态主要是自由金属离子，但多种金属配合物也可被生物利用。本文以土壤细菌 Pseudomonas putida 为对象，测试中性硫酸铜/硫酸镉、负电柠檬酸铜/柠檬酸镉以及正电醋酸铜/氯化镉的生物可利用性。实验保持 Cu 或 Cd...
本文报道了一种基于发光细菌的全细胞生物传感器方法，用于选择性测定环境中生物可利用的有机汞化合物甲基汞。研究采用重组发光大肠杆菌 E. coli MC1061 (pmerRBlux) 作为总汞响应菌株，并将其冻干保存，使其可像普通试剂一样使用，减少批次差异。该菌株以细菌荧光素酶操纵子 luxCDABE 作为报告基因，无需外源底物即可自...
了解土壤中严格意义生物可利用铵（即可被细胞立即吸收的铵）对理解微生物养分吸收过程及植物生产至关重要。本文报道了一种基于光自养氨氧化菌 Nitrosomonas europaea 的新型铵生物传感器方法。该菌株携带来自 Vibrio harveyi 的 luxAB 传感质粒，其生物发光（荧光素酶活性）与氨氧化活性紧密偶联。在液体样品中...
本研究采用多种化学提取与生态毒理方法，考察堆肥改良对五氯酚（PCP）在土壤中生物可及性、生物可利用性和生态毒性的时间效应。实验在无菌和非无菌微宇宙中进行，于污染后20、60和120天采样。Porapak树脂提取显示PCP生物可及性约为施用量的75%，且未受老化和堆肥显著影响。水提取用于评估PCP对细菌的生物可利用性，结果始终低于50...
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...
每年大量有毒物质随废水排入水陆环境，对动植物、微生物和人类构成风险，因此需要在最终排放前对废水中的污染物进行早期检测和持续监测。本研究以志贺氏菌 S. flexneri 和 S. sonnei 的感受态细胞为宿主，通过电转化导入携带 LuxCDABE 生物发光操纵子和氨苄青霉素抗性基因的 pLUX 质粒，构建两种全细胞细菌生物传感器...
本研究开发了一种基于全细胞生物传感器快速测定萘生物可利用性的方法，并将其与 Tenax 萃取结合化学分析的方法进行比较。作者利用遗传工程改造的 Pseudomonas putida pPG7gfp 报告菌，该菌株在萘诱导下表达增强绿色荧光蛋白（eGFP）。顶空法将生物传感器细胞置于玻璃塞液滴中，使其仅通过气相接触含萘的灭活样品，从而...