重金属离子具有强毒性、难降解和生物累积性，亟需可快速部署的现场监测技术。微生物全细胞生物传感器因响应快、成本低、无伦理风险而受到重视，但传统方法存在检测时间长、便携性差和缺乏即用型现场装置等局限。本研究开发了一种便携式全细胞生物传感平台，将手持式光纤溶解氧传感器与细菌培养物或冻干大肠杆菌相结合。该平台基于耗氧抑制机制，通过重金属离子...
重金属污染对环境和生物多样性构成严重威胁，因此需要快速、无创的生物测定方法监测有毒化学物质。本研究从海洋环境中分离并表征了一株产生强蓝色生物发光的海洋细菌Vibrio campbellii STF1，用于生物传感应用。通过表型试验及基于16S rRNA、toxR和luxA基因的多基因序列分析，确认该菌株的种级鉴定。脂肪酸甲酯分析显示...
基于微生物燃料电池（MFC）的生物传感器已在实验室中用于实时水质生物监测，但缺乏现场验证。本研究报道了一种用于实时监测受金属污染溪流水质变化的MFC生物传感器的长期性能。传感器先在实验室启动，随后部署于加拿大安大略省Sudbury一处活跃矿区附近的溪流中。根据相对于矿区排放口的位置，选择上游（重金属浓度最低）、中点和下游三个点位安装...
河流生物膜是水生生态系统中指示毒性胁迫的合适生物指示物，常暴露于工业、生活和农业来源的污染物。重金属可直接或间接干扰与光合性能相关的生理过程，但其在生物膜中的毒理机制数据仍有限。脉冲幅度调制（PAM）荧光法是一种快速、非破坏性技术，可监测光合性能、荧光动力学和非光化学猝灭变化。本研究测试了一种新型微型 PAM 传感器，以评估重金属对...
采矿活动导致水体中重金属浓度升高，对生态环境构成显著风险。传统用于评估水生环境重金属相关毒性的生物学方法耗时长且劳动密集，而实时生物监测可克服部分局限并更准确指示毒性。本研究报道了流通式和浮式微生物燃料电池（MFC）生物传感器在水生环境中实时检测铜（Cu）及其他重金属相关毒性的性能。以Cu和矿山废水为毒物开展了多项生物监测试验。生物...
本研究报道一种用于实时毒性监测的环境生物传感器，利用微生物燃料电池（MFC）对电子供体和受体浓度变化的高敏感性。实验室测试中，该传感器对矿山岩排水总重金属浓度变化表现出快速响应，具有可接受的重复性，决定系数 R2 为 0.95–0.97。传感器响应归因于重金属对电活性微生物活性的干扰。对阳极电活性生物膜进行生物分子分析发现，暴露于重...
热四膜虫是一种纤毛原生动物，可用作检测淡水重金属污染的全细胞生物传感器。本研究采用系统生物信息学方法，预测并分析热四膜虫中必需金属锌、铜以及非必需金属镉的金属蛋白组。通过整合蛋白质数据库中的金属结合结构域、金属结合模式及基因组注释信息，共鉴定出3784个潜在金属结合蛋白，显著多于UniProt中已注释的456个。研究进一步对这些新鉴...
本文开发了一种自供电双室微生物燃料电池（MFC）生物传感器，用于检测含重金属离子水样的总毒性。该传感器以驯化厌氧污泥培养形成的电活性生物膜为识别元件，以葡萄糖为阳极电子供体，以铁氰化钾为阴极电子受体，通过微生物代谢葡萄糖产生电流和电压。实验优化了铁氰化钾浓度、负载电阻和葡萄糖浓度，分别选择 50.0 mM、390 Ω 和 375 m...
本文报道了一种基于基因工程改造的大肠杆菌（E. coli）表达绿色荧光蛋白（GFP）的荧光光纤毒性生物传感器，用于评估多种危险重金属离子的毒性。检测对象包括 Cu(II)、Cd(II)、Pb(II)、Zn(II)、Cr(VI)、Co(II)、Ni(II)、Ag(I) 和 Fe(III)。在最优条件下，该光学生物传感器的荧光激发和发射...
本文报道了一种基于微胶囊化费氏弧菌（Aliivibrio fischeri）的生物发光光纤生物传感器，用于水中重金属毒性的微量检测。将A. fischeri包埋于海藻酸钠微球中，利用固定菌生物发光响应的降低来反映毒性水平。研究评价了Cu(II)、Cd(II)、Pb(II)、Zn(II)、Cr(VI)、Co(II)、Ni(II)、Ag...
本研究开发了一种基于Psychrobacter sp.的p-苯醌介导安培生物传感器（ToxTell），用于快速、可靠地检测重金属离子毒性。该传感器通过实时监测毒性物质对细胞代谢的抑制效应，实现对活细胞毒性程度的早期检测和评估。研究考察了Psychrobacter sp.生长阶段对传感器灵敏性的影响，结果表明在对数期中期或对数期向稳定...
本研究采用微热量计评估并比较砷、铜、镉、铬、钴、铅和锌等重金属对土壤微生物活性及群落的短期毒性效应。实验将约1.0 g土壤与5.0 mg葡萄糖和5.0 mg硫酸铵混合，连续记录微生物活性对应的功率–时间曲线，并计算微生物生长速率常数k、总放热QT、代谢焓ΔHmet和质量比热率JQ/S等热力学指标。通过比较与生长产量相关的参数，得到重...