一个便携式的,封装的微生物全细胞生物传感系统,用于检测土壤中的生物可用铜 (II)

科学领域:

• 环境科学 环境科学
• 生物技术是生物技术.
• 分析化学 分析化学

背景情况:

• 测量铜 (II) 等微量营养素的传统方法往往是基于实验室的和复杂的.
• 需要现场部署的工具来直接在环境矩阵中监测可生物利用的微量营养素度.
• 现有的技术不适合在现场快速评估基本微量元素.

研究的目的:

• 开发一个便携式,可现场部署的全细胞生物传感器,用于监测土壤中的生物可用铜 (II).
• 为微生物生物传感系统设计一个Cu2+响应蛋白,用于信号生成.
• 优化和验证生物传感器在复杂的土壤矩阵中的性能.

主要方法:

• 设计了一种微生物全细胞生物传感 (MWCB) 系统,使用一个循环变异的绿色光蛋白 (GFP),并插入了一个Cu2+结合动图.
• 设计和制造的等离子体编码用于Cu2+检测的传感报告蛋白.
• 将优化的生物传感器封装在聚烯酸-酸珠中,用于土壤部署,并使用便携式成像设备进行光检测.

主要成果:

• 开发的生物传感器在液体和土壤样本中表现出选择性,灵敏性和可重复性.
• 优化的封装生物传感器在溶液中达到0.27 mg/L,在土壤中达到1.26 mg/kg的Cu2+检测极限 (LoD).
• 验证了用于现场生物传感应用的便携式成像工具.

结论:

• 一个便携式的,可现场部署的全细胞生物传感器成功开发和优化了可生物利用的铜 (II).
• 生物传感器需要最小的样本准备,并且可以承受复杂的土壤矩阵.
• 这项技术为环境样本中基本微量营养素的现场监测提供了一个有希望的解决方案.