Pb(II) -可诱导的proviolacein生物合成使两种颜色的生物传感器能够对环境进行导向

科学领域:

• 合成生物学和环境生物技术.
• 开发用于污染物检测的全细胞生物传感器.

背景情况:

• 现有的有毒重金属全细胞生物传感器通常依赖光或生物发光信号,限制了肉眼检测.
• 基于可见色素的生物传感器为环境监测提供了更容易获得的替代方案.

研究的目的:

• 设计一种基于可见色素的全细胞生物传感器,用于选择性和敏感地检测环境水中的生物可用 (Pb(II)).
• 开发一种双色色测量响应,以提高检测能力.

主要方法:

• 普罗维奥拉塞因生物合成基因集群的转录融合到埃舍里希亚大肠杆菌中Klebsiella pneumoniae的反应性子.
• 通过Pb (II) 诱导棕色色素的产生,然后通过过氧化处理将其转化为稳定的绿色色素.
• 反应时间的表征,剂量依赖性,线性和非线性回归范围,以及对各种金属离子的特异性.

主要成果:

• 工程化的大肠杆菌生物传感器对PbII表现出时间和剂量依赖的反应,产生棕色色素.
• 在过氧化处理后产生了稳定的绿色色素,两种颜色都有明显的度依赖信号.
• 生物传感器显示出高灵敏度 (绿信号为0.183nM) 和Pb的特异性,除了Cd和Hg之外,其他金属的干扰最小.
• 在尖端环境水样本中的验证证实了生物传感器在复杂矩阵中的强度,保持回归关系.

结论:

• 基于PV的生物传感器提供了一种新的,双色的,肉眼可检测的,低成本的生物指标,用于监测环境水中的生物可访问.
• 这种基于可见色素的方法克服了传统光生物传感器的局限性,允许直接和简单的污染物定量.