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利用光子飞升微孔阵列设计细菌趋化受体，实现细菌趋化性的可量化、无标记检测
摘要： 全细胞生物报告器（如细菌细胞）可用于环境和临床中特定分析物的检测。然而，目前通过趋化反应观察此类生物报告器的方法严重依赖显微镜分析、荧光标记和难以扩展的微流控装置。本文证明，利用硅飞升级微孔阵列（FMA）的本征光学测量可在数分钟内检测趋化性。该方法通过对作为硅衍射光栅的微孔进行相移反射干涉光谱测量（PRISM），实现无标记、实时量化光学读数中捕获的细菌细胞数量。通过在微孔上方生成非稳态化学梯度，我们首先证明基于PRISM信号响应可轻松区分对引诱剂的趋化性和对驱避剂的趋避性。引发可观测细菌反应的最低化学驱避剂浓度为50 mM，而引发反应的最低化学引诱剂浓度为10 mM。其次，我们结合计算方法运用PRISM快速筛选并鉴定出新型合成组胺趋化受体菌株。结果表明，通过计算设计方法与定量、实时、无标记检测手段的结合，能够在大肠杆菌（E. coli）中制造并表征新型合成趋化受体。
关键词： 衍射、合成生物学、光学生物传感器、趋化性、微结构
更新于2025-09-23 15:23:52
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自驱动发光化学电子游泳体的趋化与趋磁性
摘要： 基于发光二极管（LED）两极自发氧化还原反应耦合的微型自主化学电子游泳器，被设计为趋化与趋磁装置。在均质水介质中，可观察到由气泡推进机制引发的随机运动；而在非均质环境中，这些自驱动装置会沿pH梯度（?pH）或离子强度梯度（?I）产生正向趋化行为，以抵达热力学上更活跃的状态。此外，LED固有的永久磁矩使其能在地磁场中自主定向，或响应其他外部磁扰动，从而实现与发光耦合的定向运动控制。趋化性与趋磁性的相互作用使得这些游泳器的动态行为得以精细调控。
关键词： 电子游泳者、趋磁性、pH梯度、趋化性、发光
更新于2025-09-23 15:19:57
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自驱动发光化学电子游泳体的趋化性与趋磁性
摘要： 基于发光二极管（LED）两极自发氧化还原反应耦合的微型自主化学电子游泳器，被设计为趋化与趋磁装置。在均质水介质中，可观察到由气泡推进机制引发的随机运动；而在非均质环境中，这些自驱动装置会沿pH梯度（?pH）或离子强度梯度（?I）产生正向趋化行为，以抵达热力学上更活跃的状态。此外，LED固有的永久磁矩使其能在地磁场中自我定向，或响应其他外部磁扰动，从而实现与发光耦合的定向运动控制。趋化性与趋磁性的相互作用使这些游泳器的动态行为得以精细调控。
关键词： 电子游泳者、趋磁性、pH梯度、趋化性、发光
更新于2025-09-23 15:19:57