中國科學(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)菌生物傳感器對水環(huán)境中砷的快速檢測方面取得新進(jìn)展。研究針對砷這一危害較大的環(huán)境污染物，通過定向進(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、低成本的快速檢測。項(xiàng)目組成員利用帶有綠色熒光蛋白的報告載體，以砷誘導(dǎo)型啟動子為起始材料，利用易錯PCR和DNA重組技術(shù)獲得啟動子突變文庫。通過基于流式細(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、專一、高效的砷誘導(dǎo)型啟動子，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，其相對誘導(dǎo)活性比野生型提高了12倍，并且對砷的響應(yīng)時間縮短了一倍，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期菌作為出發(fā)菌，較之傳統(tǒng)的誘導(dǎo)操作選用對數(shù)期菌減少了2~3小時的前期準(zhǔn)備時間，使其在實(shí)際檢測中操作更加便捷;面對復(fù)雜水環(huán)境中的離子等干擾時，進(jìn)化后的砷細(xì)菌生物傳感器的生長和熒光響應(yīng)都沒有出現(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)菌生物傳感器對砷污染的內(nèi)蒙古井水進(jìn)行檢測結(jié)果，和電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)方法檢測結(jié)果非常接近，說明該生物傳感器可成功地作為一種新型、簡便、廉價的環(huán)境砷的檢測方法。該項(xiàng)目受到國家重大研究計劃、中科院先導(dǎo)專項(xiàng)B，以及研究院院長基金資助。