光合生物色素-蛋白质复合物的多样性

通过对近年来放氧型光合生物有关研究结果的概括分析,提出放氧型光合生物光系统Ⅰ、光系统Ⅱ及捕光色素-蛋白质复合物具有多样性,并根据其PSⅠ复合物的77 K荧光发射特点,指出放氧型光合生物光合系统中的能量传递方式也可能存在多样性.     

生物结皮对3种荒漠草本植物光合生理特性的影响

通过人工去除生物结皮实验,研究古尔班通古特沙漠生物结皮对3种荒漠草本植物生理特性的影响,根据生物结皮对土壤养分和水分的影响,综合分析生物结皮对3种草本植物光合生理特性的影响。结果表明,生物结皮对3种荒漠草本植物光合生理的影响基本一致,在植物生长早期,生物结皮区的尖喙牻牛儿苗（Erodium oxyrrhynchum M.Bieb.）、条叶庭荠（Alyssum linifolium Steph.ex Willd.）和琉苞菊（Hyalea pulchella（Ldb.） C.Koch）的叶片相对含水量（RWC）、净光合速率（P_n）、气孔导度（G_s）、蒸腾速率（E）、水分利用效率（WUE）、PSⅡ最大光化学量子效率（F_v/F_m）、PSⅡ实际光化学效率（φ_PSⅡ）和叶绿素（Chl）含量均高于去除生物结皮区;但是,在植物生长后期,却是去除生物结皮区的各项生理指标高。生物结皮对3种荒漠草本植物光合生理过程的影响与其对植物生长的影响基本一致,这与土壤养分和水分状况的变化密切相关。     

纳米材料用于构建新型电化学生物传感器的研究进展

生物传感器是目前生命科学及临床医学测试方法研究中最为活跃的领域之一,电化学生物传感器是其中一个重要分支,已广泛用于临床、工业、环境和农业分析等领域。进入21世纪,纳米科技的迅猛发展为新型生物传感器的研制提供了难得的机遇。本文简要介绍和总结近年来基于蛋白质和纳米材料发展新型电化学生物传感器的研究进展,着重探讨纳米材料在构建新型电化学生物传感器中的应用。     

紫细菌光合机构及光合作用基因的表达调控

紫细菌是研究细菌光合作用的重要生物.介绍了紫细菌光合机构捕光色素蛋白复合体Ⅰ(light-harvestingⅠ)、捕光色素蛋白复合体Ⅱ(1ight-harvesting Ⅱ)和光化学反应中心(reaction center)的结构,并探讨了其光合作用基因的转录调控机制,重点阐述了PpsR/AppA系统对紫细菌光合作用基因的转录调控.     

光纤倏逝波生物传感器及其应用

介绍光纤倏逝波生物传感器的基本原理、常用试验方法、基本仪器构建及应用进展。光纤倏逝波生物传感器是基于光波在光纤内以全反射方式传输时产生倏逝波的原理,以生物分子作为敏感元件进行检测的一类新兴传感器。光纤倏逝波生物传感器有望应用于环境监控、食品卫生监控、临床疾病监测、DNA检测和生物战剂检测。     

基于FRET技术MMP-9生物传感器的构建及鉴定

为了构建包含有增强青色荧光蛋白-MMP-9-黄色荧光蛋白(ECFP-MMP-9-YPet)融合蛋白的真核表达质粒MMP-9生物传感器,利用原有质粒Src biosensor和通用载体p MD-18T,通过基因工程的方法构建ECFP-MMP-9-YPet生物传感器并进行鉴定,转染293T细胞24 h后观察转染效率,然后加MMP-3刺激293T细胞,运用荧光共振能量转移(flurorescence resonance energy transfer,FRET)技术在荧光显微镜下观察MMP-9生物传感器的荧光共振能量转移现象。PCR和双酶切鉴定显示,ECFP-MMP-9-YPet生物传感器构建成功,293T细胞转染效率约40%。用免疫荧光法检测MMP-9生物传感器融合蛋白在293T细胞表面膜表达,用MMP-3刺激转染细胞可以检测到FRET现象。结果表明,基于FRET构建的MMP-9生物传感器可以敏感而准确地监测活细胞中MMP-9的表达情况。     

气体生物传感器的识别机制研究进展

气体生物传感器是基于生物识别、生物转化及气体信号输出的传感器。它通过"酶"构建产气体系,利用气体浓度仪、气压仪、pH计检测气体浓度值、气压值、pH,并通过数值或肉眼观察颜色变化后建立分析浓度、气压、pH、颜色与靶物质间的关系,从而实现对靶物质的快速、准确、灵敏地定性定量检测。介绍了气体生物传感器的性质,总结了气体生物传感器的分类,综述了气体生物传感器的信号识别原理和信号输出方式,并对气体生物传感器的传感材料、搭建方式提出了展望。     

构建冻干无细胞生物传感器快速检测临床铜绿假单胞菌感染北大核心

【目的】铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)是常见于医院感染的条件致病革兰氏阴性细菌,其群体感应信号3-氧代十二烷酰基高丝氨酸内酯(3-oxo-dodecanoyl-homoserine lactone,3OC12-HSL)可作为铜绿假单胞菌感染的生物标志物。本研究期望开发针对3OC12-HSL的冻干无细胞生物传感器,以实现临床铜绿假单胞菌感染的快速诊断。【方法】首先构建报告质粒以重建3OC12-HSL的应答过程,而后将该质粒加入冻干无细胞表达系统中以实现生物传感器的制备;接着利用梯度浓度的3OC12-HSL表征该传感器的灵敏度与动力学特征,并测试其底物特异性;最后通过临床样本测试验证其效果,并优化临床样本的预处理方法。【结果】本研究构建的冻干无细胞生物传感器能够在60 min内实现对临床呼吸道样本中铜绿假单胞菌感染的诊断,具有高灵敏度和高特异性。【结论】本研究构建了针对3OC12-HSL的冻干无细胞生物传感器,并借助RNase抑制蛋白预表达的策略提升了其对体液样本的耐受性,最终证明其具备开发成临床铜绿假单胞菌感染的快速检测方法的潜力。     

代谢物生物传感器:微生物细胞工厂构建中的合成生物学工具

代谢物生物传感器作为重要的合成生物学工具,能够感应细胞内代谢物浓度的变化,转化为特定信号输出,在微生物细胞工厂的构建中显现出巨大的应用潜力。其主要组成部分通常包括生物识别元件和信号输出元件,前者来源于自然界中丰富的调控元件,如转录因子、核糖开关等,有着不同的响应机理,后者可以为荧光信号、生长优势、特定代谢通路的开闭等,取决于应用所需。着重介绍了近年来代谢物生物传感器在微生物细胞工厂构建中的应用实例,主要包括目标化合物菌株的高通量筛选、选择、胞内代谢动态调控和非遗传异质性选择,同时也着重讨论了代谢物生物传感器的性能对于应用的影响和在实际应用中可能面临的机遇与挑战。     

紫细菌光合机构及光合作用基因的表达调控

紫细菌是研究细菌光合作用的重要生物。介绍了紫细菌光合机构捕光色素蛋白复合体Ⅰ(light-harvesting I)、捕光色素蛋白复合体Ⅱ(light-harvesting II)和光化学反应中心(reaction center)的结构, 并探讨了其光合作用基因的转录调控机制, 重点阐述了PpsR/AppA系统对紫细菌光合作用基因的转录调控。     

末端脱氧核酸转移酶介导的功能核酸生物传感器研究进展

末端脱氧核酸转移酶(TdT酶)是一种DNA聚合酶,可以催化脱氧核苷酸结合到DNA分子的3'羟基端,并且该反应无需特定的模板。目前,基于末端脱氧核酸转移酶可对模板核酸链的末端进行延伸这一特性,搭载不同的信号输出及扩增方式,构建了一系列的生物传感技术,如电化学生物传感器、荧光生物传感器、表面离子共振生物传感器等。对各类传感器的基本设计原理和应用进行了阐述。根据TdT酶的性质设计的一系列生物传感器具有简单、快速、廉价、灵敏度高、特异性好等优点,实现了对金属离子、病原体、蛋白质等的检测。最后对TdT酶介导的生物传感器目前的研究现状进行了总结并且对TdT酶未来的发展方向进行了展望。     

DNA生物传感器:缓慢的传感器?

近几年来,酶传感器、免疫传感器及微生物传感器等发展较为成熟,而DNA生物传感器的研究相对较少。文章从核酸杂交的原理出发介绍了DNA生物传感器的工作原理,举例说明了电化学、光学和声学等几种典型的DNA生物传感器,指出了其固有的优缺点,肯定了DNA传感器发展前景。     

基于环介导等温扩增技术的生物传感器研究进展

环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)具有快速、等温、特异性高、操作简单等特点,因而近年来基于LAMP原理的生物传感器被广泛开发利用。基于此,对LAMP进行了基本介绍,包括引物设计原理、扩增体系组成及作用、具体扩增过程以及优缺点。然后,重点介绍了基于LAMP的比色生物传感器、荧光生物传感器、电化学生物传感器以及其他种类的生物传感器,并对各类生物传感器的特点进行了总结、比较。最后,剖析了LAMP生物传感器目前的不足,并对其发展方向做出展望,以期为今后研发低成本、高灵敏度、自动化、微型化的LAMP生物传感器提供参考。     

生物传感器在环境分析中的研究现状与前景

在环境控制中,生物传感器作为广谱装置应用于废水或生化需氧量的检测,特异性地对农药、重金属、硝酸盐、亚硝酸盐、除草剂和次氮基乙酸等环境污染物进行检测。讨论了各类生物传感器（酶生物传感器、全细胞生物传感器、受本传感器和免疫传感器）在环境分析中的应用实例及其优缺点,并指出了急需解决的问题以阐明其应用趋势。     

生物传感器在环境分析中的研究现状与前景

论述生物传感器的发展现状与前景。在环境控制中,生物传感器作为广谱装置应用于废水或生化需氧量的检测以及特异性地对农药、重金属、硝酸盐、亚硝酸盐、除草剂和次氮基乙酸等环境污染物进行检测。讨论了各类生物传感器（如酶生物传感器、全细胞生物传感器、受体传感器和免疫传感器）在环境分析中的应用实例及其优缺点,并指出了急需解决的问题以阐明其应用趋势,以期在这一跨学科领域进行更多的研究。     

分裂泛素化酵母双杂交系统研究光合膜蛋白相互作用

光合类囊体膜主要由光系统Ⅱ、细胞色素b6f复合物、光系统Ⅰ以及ATP合酶4个超分子复合物组成.利用分裂泛素化酵母双杂交系统研究光合类囊体膜蛋白间的相互作用.将叶绿体psbA基因编码的D1蛋白作为诱饵蛋白,以叶绿体基因psbD编码的D2蛋白、petB编码的Cytb6蛋白作为靶蛋白,分别共转化酵母菌株后进行相互作用分析.实验结果表明,诱饵蛋白D1能与来源于同一复合物光系统Ⅱ的D2蛋白发生相互作用,而与来源于细胞色素b6f复合物的Cytb6蛋白没有互作.这一结果表明,分裂泛素化酵母双杂交系统可以用于检测光合膜蛋白间的相互作用,从而为研究光合膜蛋白生物发生的调控机理提供一个有效的工具.     

叶绿素b含量低的水稻突变体的光合功能衰退及其与活性氧的关系

研究了一个在田间发现的水稻叶绿素b含量低的突变体叶片的光合功能衰退。和野生型相比,突变体的光合功能在叶片一生中较稳定;超氧阴离子和H2O2含量低,但活性氧清除系统的SOD和CAT酶活性差异不显著。由于突变体叶片中还原态辅酶Ⅱ和氧化态辅酶Ⅱ的比值低于野生型,因而认为其光合电子传递速率和羧化反应消耗电子速率之间比野生型更加平衡,是其光合功能较野生型稳定的原因。     

DNA生物传感器进展

近几年来,酶传感器、免疫传感器及微生物传感器等发展较为成熟,而DNA生物传感器的研究相对较少.文章从核酸杂交的原理出发介绍了DNA生物传感器的工作原理,举例说明了电化学、光学和声学等几种典型的DNA生物传感器,指出了其固有的优缺点,肯定了DNA传感器发展前景.     

基于CRISPR/Cas系统的核酸生物传感器

近年来,CRISPR/Cas系统已经成为转录调控和基因组编辑的重要工具。除了在基因编辑领域的贡献,CRISPR/Cas系统独特的靶核酸顺式切割和非特异性单链核酸反式切割能力,在开发核酸检测的新型生物传感器方面展现出巨大潜力。构建基于CRISPR/Cas系统高灵敏度生物传感器的关键通常依赖其与不同信号扩增策略,诸如核酸扩增技术或特定信号转导方法的结合。基于此,本文旨在通过介绍不同类型的CRISPR/Cas系统,全面概述基于该系统的核酸检测生物传感器的研究进展,并重点对结合核酸扩增技术（PCR、LAMP、RCA、RPA和EXPAR）、灵敏的信号转导方法（电化学和表面增强拉曼光谱）和特殊结构设计生物传感的三大类型信号放大策略的CRISPR/Cas生物传感器进行总结和评论。最后,本文对目前的挑战以及未来的前景进行展望。     

蓝细菌光驱固碳细胞工厂的合成生物学开发策略

光合生物制造技术是指以光合自养生物为底盘,通过光合固碳过程,将太阳能和二氧化碳直接转化为生物燃料和生物基化学品的全新生物制造模式。发展光合生物制造技术可以同时实现固碳减排和清洁生产。蓝细菌是极具潜力的微生物光合底盘,也为光合生物制造技术开发高效的光驱固碳细胞工厂提供了重要平台。着眼于未来的规模化应用需求,蓝细菌光驱固碳细胞工厂需要在物质能量转化效率、工业过程中的生长和生产稳定性以及与工程过程的适配性这三方面进一步提升。现从光能的捕集和利用、碳源的固定和转化、逆境胁迫的适应以及工程过程的适配这四个角度,介绍了如何应用合成生物学工具和策略,人工设计、开发进而优化蓝细菌光驱固碳细胞工厂,以满足光合生物制造技术大规模应用的需要;最后,总结、介绍了本领域的最新研究进展,并对未来发展方向进行了展望。