一个基于转录因子的细菌生物传感器系统及其在现场检测爆炸物的应用
Zhaobao Wang1, Ran Ma1, Bingjing Chen1
1Energy-rich Compound Production by Photosynthetic Carbon Fixation Research Center, Shandong Key Lab of Applied Mycology, College of Life Sciences, Qingdao Agricultural University, PR China.
Biosensors & bioelectronics
|November 10, 2023
概括
一个使用大肠杆菌中MexT转录因子的新生物传感器系统有效地检测到1,3-dinitrobenzene (1,3-DNB),一种地雷爆炸物. 这项技术能够在各种环境中对埋藏的爆炸物进行敏感的现场检测.
科学领域:
- 环境科学与工程环境科学与工程
- 生物技术和生物传感器发展
- 化学工程和材料科学 化学工程和材料科学
背景情况:
- 未爆炸的地雷对环境和人道主义构成重大风险.
- 对于1,3-丁二 (1,3-DNB) 等爆炸物的有效和安全的检测方法是至关重要的.
- 目前的检测技术在灵敏度,特异性和现场适用性方面存在局限性.
研究的目的:
- 开发一种基于转录因子的新型生物传感器系统,以安全有效地检测1,3-DNB.
- 设计一种使用MexT转录因子提高敏感性和特异性的大肠杆菌生物传感器.
- 将生物传感器集成到实用检测装置中,用于现场爆炸物勘探.
主要方法:
- 设计了一种基于转录因子的新型Escherichia coli生物传感器,使用Pseudomonas putida的MexT转录因子.
- 通过mexT基因和1,3-DNB检测促进体的各种组合,优化生物传感器性能.
- 将优化的生物传感器集成到中国地球眼 (CEE) 检测设备中,用于模拟现场测试.
主要成果:
- 基于MexT的生物传感器在液体溶液中的1,3-DNB的检测灵敏度为0.1μg/mL.
- 生物传感器表现出令人满意的特异性和长期稳定性.
- 集成的CEE系统实现了沙子中的1,3-DNB的检测灵敏度为0.5mg/kg,使得埋藏爆炸物的现场检测成为可能.
结论:
- 成功开发了一种基于转录因子的新型细菌生物传感器和集成系统 (CEE),用于敏感的1,3-DNB检测.
- 生物传感器系统为真实地雷场提供准确,现场和高效的勘探能力.
- 这种1,3-DNB生物传感器补充了现有技术,显示了军事应用的潜力.
