张迪，鞠睿，李丽梅，王煜倩，陈瑞，王新一
DOI: 10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2023-1184
1 基于转录因子生物传感反应体系（TFBBs） 类型
3 TFBBs的发展现状
4 TFBBs在环境分析中的应用
4.1 重金属污染物的检测
4.2 芳香族化合物的检测
4.3 抗生素的检测
5 总结与展望
基于转录因子开发的环境污染物生物传感器发展至今，研究热度持续增加。除了环境监测，该类型的传感器在食品安全、药物研发、临床诊断等领域也得到了广泛的应用。相对于传统检测方法，TFBBs具有经济、灵敏、操作简单等显著优点，为现场快速检测提供了新的思路。然而，TFBBs技术也存在一些不足，如检测成本高、组分不易保存、设计构建繁琐以及生物安全性等都是TFBBs技术未来需要解决的实际问题。近年来invitro-TFBBs策略受到了广泛研究与关注。invitro-TFBBs有效避免了目前以全细胞和无细胞模式为主体TFBBs的缺点和不足，包括传感性能、储存运输、生物安全、大规模生产问题等。体外传感体系与信号转导和放大系统耦合兼容性更佳，实现了TFBBs多样的传感形式和可观的精确度与灵敏度，在环境监测领域显示了巨大的优势和发展前景。
此外，提升转录因子识别范围和实现设计标准化以满足不同实际应用场景的检测需求，也是目前亟需解决的瓶颈问题。目前TFBBs主要基于天然TFs构建，其性能可以通过定向进化、易出错PCR等方法进行提升。尽管天然TFs能够对多种效应分子产生响应，但大部分目标分子是异源产生的，天然TFs在检测应用中存在响应时间慢、检测范围窄以及特异性差等局限性。为了适应时代发展，越来越多人工合成的TFs应用到生物传感器中，极大提高了TFs识别范围和工作性能，从而为构建具有优良性状的生物传感器创造可能。TFs的人工改造和从头设计是目前生物传感器设计开发领域的热点。研究者们利用合成生物学技术和大数据手段挖掘、设计和开发具有新功能的人工TFs，大幅提升了传感器的特异性及灵敏度，拓宽了传感器检测范围。TFs除了蛋白质工程改造外，对TFs与识别序列的结合情况、TFs表达量、启动子强度等进行优化也可改变传感器动态范围、本底表达水平等响应性能。总体来说，随着合成生物学、结构生物学、工程学等多学科前沿技术的不断融合，微型化、智能化及集成化是TFBBs未来的发展方向，商业化产品的广泛应用指日可待。
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