基于变构转录因子（aTF）的即用型诊断在环境监测和人类健康中前景广阔，但天然 aTF 生物传感器通常缺乏真实应用所需的灵敏度与选择性，传统定向进化难以同时优化多个性能。为此，作者开发了一种多目标、机器学习（ML）指导的无细胞基因表达工作流，用于工程化 aTF 生物传感器。该方法快速生成高质量序列-功能数据，并转化为带方向标签的成对增...
本文报道了一种用于饮用水中铅敏感、低成本检测的生物传感器。该传感器采用基因改造的大肠杆菌（Escherichia coli）菌株，使其同时作为铅的信号放大器和报告器，并通过颜色变化进行测量。作者开发了名为 PlomBOX 的测量平台，用于对细菌颜色响应进行成像，并证明其可检测低至世界卫生组织饮用水铅上限 10 ppb 的浓度。该方法...
传统培养与分子方法检测饮用水中大肠杆菌耗时长，且难以区分活性与非活性菌。本文开发并验证一种光子免疫传感器，由功能化抗体并集成于微流控通道的氮化硅环谐振器组成，用于饮用水中大肠杆菌的检测与间接定量。通过间接ELISA筛选针对大肠杆菌膜脂多糖（LPS）和β-半乳糖苷酶的单克隆及多克隆抗体，并在氮化硅表面完成固定化对照。经不同消毒处理的水...
地源氟化物污染影响数千万人的饮用水，但许多地区因检测手段不足而难以知晓其含量。生物传感器检测是较新的水质检测策略，可弥补传统方法缺陷，但此前从未由非专家在真实场景中使用。本研究在肯尼亚纳库鲁县通过问卷调查和现场试验，评估一种使用点氟化物生物传感器的准确性与可用性。该传感器基于枯草芽孢杆菌氟化物核糖开关的无细胞反应，复水后若存在氟化物...
本文报道了一种受可见分光光度计启发的便携式实时二价汞（Hg2+）检测策略，将智能手机作为低成本微型分光计用于读取比色信号。该系统由智能手机摄像头、光学附件和配套软件组成，可采集经光学附件分光后形成的光带图像，并通过软件将像素位置与光强匹配为波长和吸光度信息，从而实时输出光谱数据。作者首先利用单色二极管光源和不同浓度金纳米颗粒（AuN...
本文报道了一种用于水中二价汞离子（Hg(II)）检测的一次性电化学生物传感器。该传感器以丝网印刷碳电极（SPCE）为基底，在其工作电极表面依次构建银纳米线（AgNWs）、羟丙基甲基纤维素（HPMC）、壳聚糖（CS）和脲酶（Urease）复合修饰层，记为 AgNWs/HPMC/CS/Urease/SPCE。扫描电子显微镜证实复合层成功...
本文报道了一种基于白光反射光谱（WLRS）的无标记光学免疫传感器，用于饮用水样品中除草剂草甘膦的测定。该传感器通过实时监测SiO2/Si芯片表面生物分子相互作用，将免疫反应引起的反射干涉谱位移转化为有效生物分子吸附层厚度。芯片先以草甘膦蛋白偶联物功能化，再采用竞争性免疫分析格式进行检测；检测前，校准品和/或样品中的草甘膦经琥珀酸酐衍...
汞离子（Hg2+）是普遍存在的环境污染物，其检测对公共健康至关重要。本研究通过构建汞感应转录因子 MerR 与增强型黄色荧光蛋白（EYFP）的蛋白融合体，开发了一种新型荧光生物传感器。Hg2+ 诱导 MerR 发生构象变化，并将该变化转导为荧光信号变化。随着 Hg2+ 浓度升高，生物传感器蛋白的荧光强度降低，在 0.5–40 nM ...
本文报道了一种基于白光反射光谱（WLRS）的光学免疫传感器，用于饮用水中莠去津（atrazine, ATR）和百草枯（paraquat, PQ）的同时检测。该传感器通过 SiO2/Si 芯片表面生物分子相互作用引起的反射干涉光谱位移，实时、无标记地监测反应，并将光谱位移转换为有效生物分子层厚度。芯片上空间分离区域分别固定两种农药-蛋...
本文报道了一种基于 Hg(II) 纳米梯与氧化石墨烯（GO）集成的无酶、恒温荧光核酸生物传感器，用于水溶液中二价汞离子（Hg(II)）的快速、灵敏和选择性检测。Hg(II) 纳米梯由两条含胸腺嘧啶富集区的寡核苷酸探针 FAM-P1 和 P2 构成；Hg(II) 与胸腺嘧啶形成稳定的 T-Hg(II)-T 结构，使两条探针交联为双链交...
饮用水可能从水源、管网到最终用户受到多种生物污染物污染，其中病原菌和病毒可引起胃肠或全身性疾病。饮用水微生物质量主要依赖监测三种粪便来源指示菌：大肠杆菌、粪肠球菌和产气荚膜梭菌，它们作为潜在健康危害的早期哨兵。本文分析了三种嵌合荧光蛋白子弹作为快速检测饮用水中大肠杆菌的生物传感器候选。基于GFP-hadrurin和GFP-pb5的两...
氰化物阴离子是一种急性有毒污染物，可抑制细胞色素氧化酶并损害中枢神经与呼吸系统。本文开发了一种基于银@金核壳纳米颗粒（Ag@Au NPs）与铱(III)配合物1的发光“开启”传感平台，用于高灵敏检测氰化物。该体系利用Ag@Au NPs对配合物1发光信号的猝灭作用；加入氰化物后，氰化物可选择性溶解金壳，使配合物从金壳表面解离，发光信号...
由于快速城市化与工业化导致环境质量急剧下降，重金属污染对生态系统和人类健康构成严重威胁。饮用水中铬污染的快速、特异性检测因此至关重要。目前用于铬检测的标准分析技术与传感器包括光谱法、色谱法以及电化学、光波导和聚合物基传感器，但这些方法通常设备昂贵、操作复杂，难以实现现场即时检测。生物技术与微电子技术的协同发展为生物传感器在多种分析场...
利用生物传感器进行快速细菌检测是微生物检测的新途径，但方法验证是新技术用于水质检测的主要障碍。因此，建立质量保证/质量控制（QA/QC）计划对证明大肠杆菌（E. coli）生物传感器法在饮用水检测中的准确性和可靠性至关重要。本研究将不同试剂与检测条件纳入 QA/QC 计划，包括温度、样品保存时间、E. coli 菌株与浓度、溶解剂、...
镧系配位聚合物（LCPs）因组分灵活、性质可调及独特发光特征而成为有吸引力的生物传感材料。本文设计了一种智能 LCP 探针 Tb-CIP/AMP，其中 Tb3+ 作为金属节点，环丙沙星（CIP）作为配体分子，腺苷一磷酸（AMP）作为桥联连接子和识别单元，用于 Hg2+ 检测。由于 AMP 的引入可抽走 Tb3+ 配位水分子并屏蔽 O...
本文报道了一种基于单链DNA（ssDNA）结合亚砷酸盐能力及单壁碳纳米管（SWCNTs）信号转导的简单、灵敏的电化学亚砷酸盐检测策略。首先通过π-π堆积使ssDNA包裹SWCNTs形成ssDNA/SWCNTs复合物。存在亚砷酸盐时，亚砷酸盐与ssDNA中的G/T碱基强结合，削弱ssDNA与SWCNTs之间的π-π相互作用，使部分ss...
本研究从马来西亚雪兰莪州八打灵再也的饮用水中分离得到一株细菌 F7，并通过 16S rRNA 基因系统发育分析将其鉴定为 Mesorhizobium 属。作者利用 AHL 生物传感器对分离株进行 N-酰基高丝氨酸内酯（AHL）产生能力筛选，其中 E. coli [pSB401] 在短链 AHL 诱导下可产生生物发光，Chromoba...
重金属离子（如 Cu2+）对环境和人体健康有害。为克服现有检测技术的不足，本文提出一种结合蛋白质竞争吸附（Vroman 效应）的表面等离子共振（SPR）生物传感器。该方法采用天然白蛋白作为生物受体，Cu2+ 与白蛋白相互作用使其变性，破坏其构象并降低其对传感表面的吸附亲和力。变性白蛋白与天然白蛋白在传感表面附近发生竞争吸附，天然白蛋...
本文报道一种用于水样中砷检测的紧凑便携式生物传感器。该装置采用工程化大肠杆菌生物报告细胞作为识别元件，菌株 E. coli 1598 携带 pPROBE-ArsR-ABS 质粒，可在三价砷和五价砷诱导下表达绿色荧光蛋白（GFP），且 GFP 荧光强度在 0–100 μg/L 范围内与砷浓度呈线性关系。传感器核心为聚二甲基硅氧烷（PD...
本文报道了一种基于分子信标（MB）和氧化石墨烯（GO）的“开启型”荧光传感策略，用于溶液中铜离子（Cu2+）的直接检测。MB 是带有荧光基团的特殊单链 DNA，GO 是具有优异物理性质的新型纳米材料。在传感体系中，GO 作为高效荧光猝灭剂，在 MB 吸附后显著降低背景信号，使检测方法具有高灵敏度。当存在 Cu2+ 时，MB 被切割成...