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科学岛团队在超痕量汞细胞生物传感器的研发方面取得新进展

合肥物质科学研究院 朱凯丽 2023-11-14
近日,中国科学院合肥物质院吴李君团队与皖南医学院陈少鹏团队合作在超痕量汞细胞生物传感器研发方面取得新进展,相关研究成果发表在环境期刊Environmental Science & Technology上。
 
  环境中超痕量的汞即可通过食物链富集影响人们的健康。传统的超痕量汞的检测方法依赖于大型分析仪器,成本高、费时费力,且需要在专门的实验室由专业的人员操作。汞的全细胞生物传感器操作简便,但灵敏度低(ppb级)、特异性差且检测时间长。
 
  针对以上问题,该合作团队运用定向进化技术,对汞生物传感器感知模块的核心元件-汞响应蛋白(MerR)进行改造,通过高通量筛选,获得高性能的MerR突变体。该突变体特异性的感知超痕量的汞(ppt级),并迅速启动下游报告基因GFP的表达,产生可检测的荧光信号,大大提高了汞细胞生物传感器的性能。为了摆脱对大型分析仪器的依赖,简便现场的检测方法,该合作团队串联报告基因模块,并对其上游5’端非翻译区序列进行改造,产生了荧光信号更强的可视化全细胞生物传感器2GC。该传感器可以通过肉眼观察,定性的检测汞的污染。结合手机成像和图像处理软件,2GC全细胞生物传感器完成了对海产品、土壤、矿石、小鼠等多种实际样品的定量检测(检测限为307 pg/L),其结果与原子荧光光谱法检测结果非常接近。该研究为环境中汞污染的监测和风险评估提供了一种新型、简便、高效的检测方法。
 
  中国科学院合肥物质院强磁场中心朱凯丽博士为论文第一作者,吴李君和皖南医学院陈少鹏研究员为论文的共同通讯作者。该工作得到了安徽省重点研发项目的支持。
 
超痕量汞全细胞生物传感器的开发及检测流程
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