采血和医学影像是临床诊断的成熟技术，但常需较长后处理。快速、简便地定量信号分子有助于健康监测和诊断。甲状腺激素（TH）治疗依赖试错式剂量调整，并需持续血检，因此快速可靠地持续监测 TH 水平可显著改善患者生活质量。合成生物传感器成本低、使用简便，在医疗中的应用不断增加。本研究构建了一种工程化 TH 细菌生物传感器，由基于分裂 int...
荧光蛋白是生物研究中的关键工具，但其表达常伴随细胞功能紊乱、细胞毒性和免疫原性等副作用。近年研究发现，绿色荧光蛋白（GFP）荧光团成熟过程会产生过氧化氢（H2O2），GFP 表达造成的结构与功能损伤可能与此相关。本研究评估基于 GFP 的 HyPer7 生物传感器对细胞稳态和蛋白质组变化的影响，以识别氧化应激相关风险。稳定表达基因组...
本研究在枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）中构建了一种基于绿色荧光蛋白（GFP）的全细胞生物传感器（WCB-GFP），用于监测砷（As）。作者将 gfpmut3a 基因置于砷操纵子启动子/操纵区（Pars）控制下，构建到质粒 pAD123 中，并转化至 B. subtilis 168，获得菌株 BsWCB-GFP。该...
生物传感器研究正快速发展，旨在开发用于生物医学、制药和工业等领域的快速精准分析装置。本文提出一种基于噬菌体的生物传感器方法，利用体外筛选获得的双功能噬菌体与目标分析物及报告染料的相互作用，并依据模型分析物浓度引起的光学性质变化实现检测。研究选用绿色荧光蛋白（GFP）作为模型分析物，因其具有已知光学性质；亮绿（brilliant gr...
本研究构建了一种基于模块化绿色荧光蛋白（GFP）和 luxI/luxR 循环放大电路的大肠杆菌（E. coli）生物传感器，用于敏感检测生物可利用 L-赖氨酸。该传感器以 lysA 基因敲除的大肠杆菌 ΔlysA 为营养缺陷型识别单元，外源赖氨酸恢复其生长并驱动基因线路表达。luxI 合成自诱导物 AHL，AHL 与 LuxR 结合...
无细胞蛋白合成系统（CFPS）利用细胞转录-翻译（TX-TL）机器在体外合成蛋白，可用于难表达蛋白生产、遗传电路筛选和生物传感器开发，但存在反应速率受扩散限制、商业试剂成本高和长期稳定性差等问题。为改善这些局限，作者开展概念验证实验，利用纳米颗粒驱动其组成蛋白的纳米聚集来增强 CFPS 产量。他们将商用 PURExpress 纯化 ...
本研究通过将从脱硫弧菌（Geobacter sulfurreducens）中获得的 ArsR1（GSU2952）调控回路置于绿色荧光蛋白（GFP）报告基因上游，构建了一种用于特异性检测生物可利用砷的大肠杆菌全细胞生物传感器。该大肠杆菌细胞仅在亚砷酸盐存在时发出绿色荧光，且在 M9 补充培养基中培养时比在 LB 培养基中对亚砷酸盐更敏...
临床需要简单、定量的工具检测黑尿病患者体内的尿黑酸。本研究报道了一种基于绿色荧光蛋白表达的全细胞生物传感器，用于检测尿黑酸并辅助诊断黑尿病。该传感系统利用从铜绿假单胞菌基因组中分离的 hmgA 启动子序列，构建 phmgA::GFP 转录融合模块。为提高灵敏度，作者将该传感模块转入多个在苯丙氨酸和酪氨酸经尿黑酸代谢步骤中受损的转座子...
本文报道了一种基于基因工程细菌生物传感器的简单、无试剂且无需预处理（稀释、样品纯化和pH调节）的方法，用于检测水样中的全氟化合物。该细菌生物传感器通过基因工程技术整合了调控基因（脱氟酶基因）和报告基因（绿色荧光蛋白基因）。当传感器接触全氟辛酸（PFOA）和全氟辛烷磺酸（PFOS）时，调控基因被诱导，绿色荧光蛋白表达，产生的荧光发射通...
荧光蛋白常作为融合标签用于在体内检测蛋白表达，但其荧光产生依赖生色团成熟，半衰期为5至>30分钟，导致实时检测延迟。本文报道一种基因编码荧光生物传感器STEP（瞬时表达蛋白传感器），用于在活细菌中数秒内检测蛋白表达。该传感器基于一个已完全成熟但荧光较弱的绿色荧光蛋白，其N端融合Bim肽；当目标蛋白携带STEPtag标签并与Bim特异...
丁酸是短链脂肪酸，在人类肠道健康中发挥关键作用，可影响免疫调节、细胞分化与凋亡，并作为结肠细胞优先碳源。本研究以模式益生菌大肠杆菌 Nissle 1917（EcN，血清型 O6:K5:H1）为底盘，通过 CRISPR-Cas9 辅助敲除竞争性电子受体途径，并在基因组中异源表达丁酸合成酶，使 EcN 能够从基因组位点产生约 1 g/L...
本文首次以基面热解石墨电极（bPGE）为基底，通过双脉冲计时电流法电沉积银汞齐颗粒（AgAPs），并系统优化其组成、表面形貌与电化学性能。作者利用扫描电镜-能量色散X射线光谱、图像处理和4-硝基苯酚（4-NP）伏安检测优化AgAPs，并通过4-NP电解展示光谱电化学适用性；同步紫外-可见光谱-计时电流法用于估算交换电子数和还原速率常...
Förster 共振能量转移（FRET）在绿色荧光蛋白突变体之间被广泛用于监测蛋白质相互作用，并作为荧光生物传感器的读出模式。尽管荧光团之间的距离和分子夹角对 FRET 至关重要，但荧光蛋白 FRET 的结构细节一直缺乏。本文报道了荧光蛋白 mCerulean3 和 cpVenus 在生物传感器 Twitch-2B 内发生 FRET...
为安全生产和生命，远程或长距离检测爆炸性硝基化合物很重要。本文报道基于水凝胶微珠平台的细菌传感器检测硝基化合物。将遗传工程改造、对硝基化合物敏感并能产生绿色荧光蛋白的大肠杆菌负载于聚(2-羟乙基甲基丙烯酸酯)（poly(HEMA)）基水凝胶微珠中，使细菌荧光信号集中且足够强，便于检测。为高效负载带负电细菌，通过阳离子单体2-(甲基丙...
本文报道两种工程化细菌荧光生物传感器，用于检测并定量银离子和铜离子。传感器由银/铜抗性操纵子 sil operon 与绿色荧光蛋白基因组成，GFP 表达严格受 sil 操纵子中银激活启动子调控。作者构建 pRADEK.1（含 silE 启动子）和 pRADEK.2（含 silABC 启动子），并转化大肠杆菌 J53(pMG101) ...
本研究构建了能够响应生物标志物一氧化氮（NO）的“哨兵”细菌，使其产生均一且强烈的荧光响应。作者采用双质粒系统：信号中继载体利用 NO 响应启动子，通过表达 T7 聚合酶（T7Pol）放大天然信号；第二个载体负责绿色荧光蛋白（GFP）表达。为获得最佳哨兵响应，作者通过调节 T7Pol 的翻译效率和活性，平衡细胞内转录负荷，从而降低代...
作者测定了最亮绿色荧光蛋白之一 Clover 的晶体结构，发现相对野生型 GFP 的 T203H/S65G 突变将关键残基 E222 锁定为类似 EGFP 主要构象的固定构型，使色原体平衡偏向去质子化阴离子态，从而提高消光系数、抑制光激活并导致光谱红移。H203 与色原体之间的 π-π 堆积进一步改善色原体堆积并限制非辐射衰减，贡献...
群体感应中，细菌利用信号分子进行细胞间和细胞内通讯。为制备高灵敏度、易操作的即时检测生物传感器以检测群体感应分子，本文报道了包埋报告菌的藻酸甲基丙烯酸酯（alginate-MA）水凝胶微珠。该微珠通过静电挤出制备，并经光交联增强以提高稳定性、减少细菌泄漏。微珠中包埋遗传工程荧光报告菌大肠杆菌 pTetR-LasR-pLuxR-GFP...
铅虽在制造业中的使用已显著减少，但历史广泛使用及不当处置造成环境污染，铅可通过吸入、摄入或接触进入生物体并导致中毒。本研究基于合成生物学原理，开发用于检测铅的质粒型全细胞细菌生物传感器。该生物传感器遗传元件包含编码金属感应调控蛋白 PbrR 的 pbrR 基因、其天然反向启动子区 Ppbr 以及无启动子绿色荧光蛋白基因 gfp（gf...
理解荧光蛋白型钙离子生物传感器的激发态结构动力学，对开发新型活体钙离子指示剂并推进生物成像至关重要。本文采用波长可调飞秒受激拉曼光谱（FSRS），以 530 nm 拉曼泵浦研究强度型荧光蛋白钙离子传感器 G-GECO1.1 的工作机制，重点揭示其内嵌发色团的去质子化过程。研究不仅确认了无钙/结合钙蛋白中激发态质子转移（ESPT）的动...