近期，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院技術(shù)生物與農(nóng)業(yè)工程研究所環(huán)境毒理與生態(tài)研究室研究員吳李君課題組在細(xì)菌生物傳感器對(duì)水環(huán)境中砷的快速檢測(cè)方面取得新進(jìn)展。研究針對(duì)砷這一危害較大的環(huán)境污染物，通過(guò)定向進(jìn)化技術(shù)構(gòu)建更加靈敏高效的砷的細(xì)菌生物傳感器，實(shí)現(xiàn)了方便易行、低成本的砷的快速檢測(cè)。上述研究成果已被國(guó)際環(huán)境科學(xué)期刊Environmental science & technology（2015;DOI: 10.1021/acs.est.5b00832)接受發(fā)表。

　　項(xiàng)目組成員利用帶有綠色熒光蛋白的報(bào)告載體，以砷誘導(dǎo)型啟動(dòng)子為起始材料，利用易錯(cuò)PCR和DNA重組技術(shù)獲得啟動(dòng)子突變文庫(kù)。通過(guò)基于流式細(xì)胞儀的熒光激活細(xì)胞分選(FACS)篩選手段，定向進(jìn)化得到靈敏、專(zhuān)一、高效的砷誘導(dǎo)型啟動(dòng)子，從而構(gòu)建更加靈敏高效的砷的細(xì)菌生物傳感器。研究結(jié)果顯示：進(jìn)化后的砷的細(xì)菌生物傳感器ep3，其相對(duì)誘導(dǎo)活性比野生型提高了12倍，并且對(duì)砷的響應(yīng)時(shí)間縮短了一倍，可在45分鐘內(nèi)獲得良好的熒光響應(yīng)；在實(shí)際誘導(dǎo)操作中，進(jìn)化后的砷細(xì)菌生物傳感器可使用平臺(tái)期菌作為出發(fā)菌，較之傳統(tǒng)的誘導(dǎo)操作選用對(duì)數(shù)期菌減少了2-3小時(shí)的前期準(zhǔn)備時(shí)間，使其在實(shí)際檢測(cè)中操作更加方便便捷；面對(duì)復(fù)雜水環(huán)境中的離子等干擾時(shí)，進(jìn)化后的砷細(xì)菌生物傳感器的生長(zhǎng)和熒光響應(yīng)都沒(méi)有出現(xiàn)明顯的異常，表明其在實(shí)際復(fù)雜水環(huán)境檢測(cè)中具有一定的抗干擾能力；進(jìn)化后的砷細(xì)菌生物傳感器對(duì)砷污染的內(nèi)蒙古井水進(jìn)行檢測(cè)結(jié)果，和電感耦合等離子體質(zhì)譜（ICP-MS）方法檢測(cè)結(jié)果非常接近，說(shuō)明該砷細(xì)菌生物傳感器可以成功地作為一種新型、簡(jiǎn)便、廉價(jià)的環(huán)境砷的檢測(cè)方法。

　　該項(xiàng)目受到國(guó)家重大研究計(jì)劃、中科院先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)B，以及研究院院長(zhǎng)基金資助。
砷的細(xì)菌生物傳感器進(jìn)化。

（A）進(jìn)化流程圖。（B）三輪進(jìn)化后的細(xì)菌生物傳感器