以大肠杆菌为底盘细胞构建XylR-Pu线路检测2,4,6-三硝基甲苯

目的:恶臭假单胞菌中的TOL质粒上的XylR-Pu是经典的甲苯代谢通路,在甲苯类化合物存在时,调控蛋白XylR可以特异性的激活Pu启动子,进而启动相应甲苯代谢通路的表达。基于合成生物学的思想,优化设计此通路并导入遗传背景清楚、操作简单的大肠杆菌中构建全细胞生物传感器,用于检测环境污染物2,4,6-三硝基甲苯(TNT)。方法:以pETDuet-1为载体骨架,构建了XylR-Pu基因线路,并以绿色荧光蛋白GFP为报告分子,GFP的荧光值可以指征结合诱导剂后的XylR蛋白对Pu启动子的诱导强度,并在基因线路中加入四串联终止序列来降低背景值。最后对XylR蛋白的信号识别区进行连续易错PCR,构建随机突变体文库,从中筛选具有更高感应强度、更好灵敏度及特异性的调控蛋白。结果:四串联终止序列可有效降低XylR-Pu通路的背景值,随机突变体文库中筛选出的生物元件eX0-4,对TNT表现出良好的感应强度、灵敏度及特异性。结论:XylR蛋白在大肠杆菌中对硝基甲苯响应不明显,但筛选得到的突变蛋白eX0-4,为后续生物传感器的更深层次地开发提供了优良的元件储备。另外,利用易错PCR构建随机突变体文库从中筛选发挥预定功能的突变蛋白质也可成为挖掘生物元件的一种通用方法。     

食源性致病菌检测技术的发展及研究现状

食源性疾病对人类健康产生越来越大的威胁,且因为抗菌类药物的广泛使用,食源性致病菌出现多重耐药现象。作为预防与控制食源性致病菌的关键环节,食源性致病菌快速检测技术的开发尤为重要。传统检测技术包括微生物培养法、免疫学检测技术和分子检测技术,存在周期长、对检测人员和检测环境要求高等不足,如何将不同检测技术的优点集于一体而规避相应的缺点是突破方向。随着生物科技的发展,新型检测技术逐渐兴起,如基于光学、电化学的生物传感技术或多种技术结合的新应用等。本文综述了常见食源性致病菌的生理特性及相应感染疾病,讨论了传统检测方法优缺点,并详细介绍了新型生物传感器检测技术的发展及现状,以期为开发更加便捷、准确、灵敏的食源性致病菌现场检测技术提供参考。     

多基因同步调控结合高通量筛选构建高产L-苯丙氨酸的谷氨酸棒杆菌工程菌株

L-苯丙氨酸（L-Phe）是重要的食品及医药中间体，但由于其生物合成途径较长且调控机制复杂，仅依靠质粒或者周期漫长的基因组逐轮改造，难以实现各个模块之间的通量平衡，在一定程度上限制了其产量的进一步提升。本研究将L-Phe生物合成途径中的7个携带组成型启动子PF11及核糖体结合位点（ribosome binding site, RBS）为GGGGGGGG的关键基因ppsA、tktA、aroFfbr、aroE、aroL、pheAfbr和tyrB，整合到谷氨酸棒杆菌（Corynebacterium glutamicum）的基因组中；利用课题组前期研发的基于CRISPR/Cas系统和胞苷脱氨酶的无模板基因表达调控技术（base editor-targeted and template-free expression regulation, BETTER），对每个关键基因的RBS进行同步编辑，生成富含G/A的RBS突变文库；利用前期开发的荧光蛋白型L-Phe生物传感器结合液滴微流控系统（droplet microfluidics）对RBS突变文库进行高通量筛选。最终，从大约7万个RBS突变文库中...     

综述与专论: 甾体激素核酸适配体的筛选与应用

核酸适配体作为新型的识别分子，在分析检测领域有极大的潜力。甾体激素是一类以环戊烷多氢菲为母核的激素，包括性激素和皮质激素，在维持生命、调节生理状态等方面有着极其重要的医药价值。监测体内外的甾体激素含量对于疾病监测和环境保护有着重要的意义。甾体激素的适配体筛选是将适配体应用到甾体激素的分析和检测的前提。目前研究者已通过筛选获得了雌激素（如雌二醇（estradiol，E2）、雌酮（estrone，E1））、雄激素（如睾酮（testosterone，TES）、去甲睾酮）、孕激素（如孕酮（progesterone，P4）），以及皮质激素（如皮质醇（cortisol，COR））的核酸适配体。本文总结了上述已报道的甾体激素适配体的筛选原理及策略；对适配体序列、平衡解离常数（equilibrium dissociation constants，K_D）及测定方法等进行了简要归纳；介绍了计算机模拟技术在适配体筛选和优化方面的新思路；对目前开发的各类甾体激素适配体传感器进行简要介绍，以期为后续研究提供参考。     

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。     

基于纳米酶的比色生物传感器在生物医学检测中的应用

比色生物传感技术由于具有灵敏度高、方法简单并且容易操作等优点，已广泛应用于生物环境中污染物检测、生物体内重要标志物的检测以及癌症筛查等多个领域。基于纳米酶的比色生物传感器主要是借助纳米酶自身所具有的催化能力，模拟类过氧化物酶活性，将显色剂氧化生成有色溶液，从而实现可视化检测，并通过对有色溶液吸光度的检测得到相关物质的含量。与无纳米酶的比色生物传感器相比，基于纳米酶的比色生物传感器具有选择性更高、检测更快以及灵敏度更高等优点。纳米酶在具有天然酶活性的同时还具有成本低、稳定性好的、易于合成等优点，其相关研究越来越广泛。目前，基于纳米酶的比色生物传感器已成为辅助相关医学检测的重要方法，同时也广泛应用于便携和实时性相关检测当中，为医学检测提供了重要的支持和保障。为了提高比色生物传感器的灵敏度以及应用范围，研究人员也在致力于增加可检测物质的种类以及纳米酶种类的多样化等。本文主要介绍基于纳米酶的比色生物传感器的检测原理、几类典型的纳米酶，以及基于纳米酶的比色生物传感器在生物医学检测领域中的应用情况和研究进展。     

研究报告: 电化学适配体传感器用于乳酸快速检测的研究

目的 构建用于检测L-乳酸的新型电化学适配体传感器。方法 基于金钯-掺氮多壁碳纳米管纳米复合材料（Au/Pd-N-MWCNTs）修饰的玻碳电极，通过三螺旋分子开关（triple-helix molecular switch，THMS）触发具有RNA剪切活性的Pb²⁺辅助的脱氧核酶（DNAzyme）对电极表面固定化信号探针的循环剪切效应，实现L-乳酸的超灵敏电化学检测。采用差分脉冲伏安法（DPV）记录电流信号变化。结果 信号探针浓度4 μmol/L、Pb²⁺浓度4 μmol/L、DNAzyme剪切孵育时间60 min为传感器最优测试条件。在最优实验条件下，该L-乳酸传感器线性范围为1~20 mmol/L，检出限为0.51 mmol/L。此外，该适配体传感器具有优异的稳定性（RSD=4.56%）、重现性（RSD=2.80%）和选择性。在人血清样本中检测L-乳酸时回收率为105.60%~110.80%，RSD为2.35%~4.56%，与传统方法具有较好的一致性。结论 该适配体传感器能实现L-乳酸的超灵敏检测，在生物医学诊断、食品工业和环境监测等领域具有广泛的应用前景。     

高灵敏度湿度传感器在植物水分生理测定中的应用

本研究评估了新型湿度传感器在植物生理生态学研究中的适用性,对传感器的性能参数、配套设备、标定和使用方法进行了分析,并以野外自然生长的植物--托里阿魏(Ferula krylovii)为例,给出了实际应用的解决方案。实验表明,新型湿度传感器具有灵敏度高,反应速度快、线性关系好、长时间的高稳定性、温度依赖性低、费用低、可连续记录等优点,能够为科研人员和不易接触到昂贵的光合仪的学生从事实验或研究探索提供光合仪以外的另一种测定湿度和蒸腾速率的选择。     

食品中农药残留的新型生物检测技术研究进展

食品安全是关系国计民生的重大战略问题。农药残留（简称农残）是造成食品质量与安全问题的重要因素。食品中农药残留不仅发生率高，而且超标严重，涉及范围广，长期接触或食用含有农药残留的食品会危害人体健康。传统的农残分析技术已经很难满足多样化食品安全检测的实际需求，现代新型生物技术因特异性强、灵敏度高、简单快速等优势，在食品的农残检测中得到广泛应用和持续发展。分析了食品中农药残留及检测技术现状，综述了酶联免疫吸附测定法、荧光免疫法和生物条形码免疫法等分析技术，及电化学、光学、压电传感器等生物传感技术在食品农残检测中的应用进展，讨论了各种技术的优势和局限，以期为相关研究提供参考，从而进一步提高我国食品农残的检测效率，保障食品安全，促进我国食品行业的可持续发展。