微生物传感器：为地球健康“把脉问诊”|科技创新世界潮--小区设计-厂区设计-庭院设计-广东怡轩园林

全细胞细菌生物传感器示例。图片来源：美国微生物学会

美国微生物学会指出，科学家可以对微生物做一些巧妙的事情，例如改造细菌的细胞，使其能够感知特定化合物的存在并发出特定信息，采用如此方法得到的全细胞生物传感器可在环境和医学等多个领域“大展拳脚”。

全细胞生物传感器是合成生物学的重要研究领域之一，其以微生物细胞作为敏感元件，将收集到的相关信号转化为可读信号，可广泛应用于环境污染物监测、食品安全检测以及疾病诊断等领域。

尽管有无数种方法可以制造全细胞生物传感器，但基本原理大同小异：利用基因工程方法，对细菌细胞编程，使其能识别特定分子并产生可测量的信号。全细胞生物传感器通常被设计为只有当其目标分子存在时才能工作，这种调谐特异性和灵敏度的能力使微生物传感器成为有前途的分析工具。

在环境方面，全细胞生物传感器可以洞察土壤中的营养水平和有机化合物，为作物生长提供信息，还可以指示潜在问题化合物的存在和浓度。

卡洛琳指出，有了这项技术，科学家有机会对环境毒素的意外释放作出快速反应，从而减轻生态影响。

尽管这项技术仍需进一步研究和完善，但研究者坚信，这项技术不仅可以应用于癌症检测，还能用于其他感染性疾病的诊断，为医学的未来铺就了崭新的道路。

安全使用是关键

此外，微生物传感器也可以部署在环境中，而不会对当地生态系统造成物理破坏（如改变土壤的景观）。另一个好处是，微生物传感器的制备和储存相对便宜，因此在资源匮乏传统传感器无法获得的地区，比如地球上的偏远地区或在其他星球上，它们都能够“挺身而出”。

首先，微生物设备不能也不应该在没有限制的情况下释放到环境中。卡洛琳强调，应在物理上（如将微生物限制在某种胶囊或基质中）和生物化学上（如果它们以某种方式逃脱了物理约束，将不再复制或具有代谢活性）控制微生物。此外，研究人员还需要与公众和政策制定者接触，以了解和解决围绕微生物传感器的产生和部署的问题。

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来源：科技日报

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