Yeast Biosensors for the Safety of Fermented Beverages.
酵母生物传感器是保障啤酒、葡萄酒和康普茶等发酵饮料安全与质量的一种有前景的生物技术创新。该类传感器利用遗传工程改造的酵母菌株，在发酵过程或成品中检测特定污染物、腐败微生物或有害化合物。通过整合合成生物学工具，研究者开发了可感知重金属（如铅、砷）、霉菌毒素、乙醇水平或不期望微生物代谢产物的酵母菌株。当目标化合物被识别后，酵母激活荧光、...
A review of biosensor for environmental monitoring: principle, application, and corresponding achievement of sustainable development goals.
人体健康与社会经济发展同环境污染密切相关，因此需要利用生物传感器等可靠器件对真实环境中的污染物进行监测。近年来，多种生物传感器因可原位应用、实时检测且成本较低而受到关注，成为健康环境分析的重要工具。连续环境监测要求传感器件便携、经济、快速且灵活，其优势与联合国可持续发展目标（SDGs）密切相关，尤其涉及清洁水源与能源。然而，生物传感...
Editorial: Trace elements in the environment: Biogeochemical cycles and bioremediation.
微量元素在生物组织中含量极低，部分无生物学功能，但摄入超过风险水平时具有毒性。自然和人为活动使微量元素进入环境，造成土壤、水体和食品污染。微生物介导的甲基化、去甲基化等过程参与微量元素生物地球化学循环，微量元素也会改变微生物群落结构，进而影响生物转化和生物沉淀等过程。因此，理解微生物及其功能基因在微量元素循环中的作用，对开发生物修复...
Nanomaterial-Based Fluorescent Biosensor for Food Safety Analysis.
食品安全问题已成为威胁公共健康的重要因素，快速有效的检测方法对保障食品安全至关重要。近年来，纳米结构荧光材料因其在纳米尺度下优异的光学特性，在食品质量安全监测中展现出巨大潜力。本综述首先介绍了用于食品安全分析的生物材料与纳米材料，包括适配体、抗体、酶、核酸、金/银/铂纳米粒子、量子点、上转换纳米粒子、碳点、纳米簇、二维材料、金属有机...
Use of whole-cell bioreporters to assess bioavailability of contaminants in aquatic systems.
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...
Novel strategies and advancement in reducing heavy metals from the contaminated environment.
当前最紧迫的生态问题之一是未经处理的工业废水排放，导致汞、铬、铅、镉等无机金属进入环境，威胁生态系统。因此，迫切需要创新、实用、环境友好且低成本的重金属修复方法。近年来，生物金属处理技术的进展使自然处理成为传统方法的可行替代。为消除土壤和水体中的农药残留，氧化、焚烧、吸附和微生物降解等技术已被建立。生物修复在去除重金属方面比传统方法...
Recent Advances of Biochar-Based Electrochemical Sensors and Biosensors.
在全球推进碳达峰与碳中和背景下，由生物质原料经热解制备的生物炭因富含碳、具有良好载体、催化与吸附性能，日益受到关注。生物炭性质类似碳纳米管和石墨烯，可作为电化学生物传感器或生物传感器的基础材料。然而，生物炭在电化学传感技术中的应用研究仍处于起步阶段，仍面临诸多挑战。为更好推动该领域研究，本文系统综述了近5年发表的有关生物炭基电化学传...
Detection and remediation of pollutants to maintain ecosustainability employing nanotechnology: A review.
人类活动导致的环境恶化威胁可持续、清洁与绿色环境，有害化学物质在土壤、水和空气中的积累显著影响各类生态系统。本文概述了过滤、吸附、絮凝、凝聚、色谱和质谱等传统污染物检测技术面临的挑战，并强调环境纳米技术通过减少原材料、电力和农用化学品的过度使用以及工业废水排放，为可持续环境提供了创新途径。表面增强散射、表面等离子共振以及银、二氧化硅...
In-situ monitoring of xenobiotics using genetically engineered whole-cell-based microbial biosensors: recent advances and outlook.
工业化直接或间接使人类暴露于多种异生物。环境中农药和有毒重金属含量升高并进入食物链，严重威胁人类健康，因此异生物监测对社会安全至关重要。传统方法在线检测成本高、流程复杂，难以满足此类化合物的快速检测与识别需求。基因工程的发展为利用改造微生物提供了可能。全细胞微生物生物传感器（WCBMB）将基因工程生物与源自重金属抗性操纵子的启动子/...
Whole-Cell Microbial Bioreporter for Soil Contaminants Detection.
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。...
Recent advances in synthetic biology-enabled and natural whole-cell optical biosensing of heavy metals.
基于光学转导的全细胞重金属生物传感已发表大量研究。生物技术工具的应用不仅持续提高了生物传感器的灵敏度、选择性和检测范围，也同时揭示了进一步改进面临的新挑战与限制。本综述重点介绍利用光学换能器进行全细胞重金属生物传感的若干方面，聚焦重组质粒中调控模块与报告模块的遗传调控进展，这些进展提升了生物传感器性能。同时，文章尝试介绍微流控等新兴...
Environmental Epigenetics and Genome Flexibility: Focus on 5-Hydroxymethylcytosine.
数十年证据表明，表观遗传修饰对哺乳动物基因组调控和可塑性至关重要。DNA 甲基化与去甲基化是基因组编程和重编程的核心机制。发育过程中，DNA 甲基化组既发生程序性变化，也受环境和内源因素诱导；后者介导机体对环境变化的表观遗传响应。不良环境暴露可诱导异常 DNA 甲基化，导致基因功能紊乱和病理状态。近年研究发现，除 5-甲基胞嘧啶（5...
Biosensors for wastewater monitoring: A review.
水污染与栖息地退化导致水资源短缺加剧和水生生物多样性下降。过去几十年淡水资源持续减少，而需求不断增加，尤其在干旱和半干旱地区。监测废水排放中的污染物对识别污染区域并实施处理至关重要。传统检测方法因废水成分随时间和来源变化，难以有效追踪多种有害组分。近年来，生物传感仪器因高灵敏度、高选择性、可靠性、简便性、低成本和实时响应而受到广泛关...
Biosensors for the Detection of Environmental and Urban Pollutions.
随着工业生产和燃烧过程产生大量有害化学物质，重金属、农药、药物等污染物向环境释放已成为全球关注的问题。快速、可重复地检测这些污染物十分必要。生物传感器是检测环境污染物的高灵敏、高特异工具，已有多种类型被开发。本文综述了用于环境和城市污染物检测的生物传感器特征与应用。生物传感器由生物识别元件和换能器组成，可将生物或生化信号转换为可测电...
Yeast Biosensors for Detection of Environmental Pollutants: Current State and Limitations.
酵母生物传感器因具有时间成本低、灵敏度高、可重复性好、可扩展至高通量格式，并能检测污染物的生物可利用形态等优势，已成为环境污染物筛查与检测的常用工具。与基于非全细胞的体外传感器相比，转基因酵母可在较温和条件下培养，并可能适配便携式现场检测设备。然而，酵母生物传感器在低浓度样品检测、现场快速应用、长期稳定性和标准化方面仍存在明显局限。...
Measurement of Bacterial Bioluminescence Intensity and Spectrum: Current Physical Techniques and Principles.
生物发光是生物体产生的光，细菌生物发光是野生型或基因工程菌产生的冷光。由于合成生物学、微生物学、毒理学和生物物理学的交叉，基于细菌生物发光的全细胞生物传感器被设计并广泛用于生态毒理、食品毒性和环境污染检测。本章首先从光学谱角度介绍生物发光背景，随后介绍用于细菌生物发光检测的各种物理平台，包括光电倍增管（PMT）、电荷耦合器件（CCD...
Recent biosensing developments in environmental security.
环境安全是人类福祉的基本要求，但仍是全球重大挑战。除减少或消除有毒排放外，还需发展灵敏、选择性强的技术以检测和监测环境污染物，从而有效修复。生物传感器因具有集成化特点，可便携、实时、快速、灵敏且选择性地响应，非常适合环境监测与检测。本综述讨论与环境监测和检测最相关的生物传感器开发主要概念，并回顾和记录近年来生物传感器研发的趋势与挑战...