基于CadR的镉生物传感器的构建与优化蔡叶申1,2，张天一3，鲍凌志3，马洁3，陈少鹏2,3*1.中国科学院合肥物质科学研究院2.中国科学技术大学3.皖南医学院公共卫生学院摘要以镉调控蛋白（cadmiumresistanceprotein,CadR）为检测元件、绿色荧光蛋白为报告元件构建镉离子细菌生物传感器检测水体样品中的重金属镉，通过单因素试验和正交试验对检测条件进行优化以提升传感器的相对荧光强度，基于最优组合使用所构建的镉细菌生物传感器对加标长江水样进行检测。结果表明：所构建的重金属镉细菌生物传感器在0～200µg/L浓度范围内对镉的荧光响应符合剂量依赖效应；单因素试验结果表明，温度、pH、诱导时间以及阳离子对镉生物传感器的灵敏度有显著影响，而通过改变不同阴离子配体对检测结果并未产生显著影响；正交试验优化结果显示，镉细菌生物传感器的最优检测条件组合为：温度为37℃，pH为7，诱导时间为120min，添加终浓度为50µg/L的Mg2+，在此条件下传感器响应镉的相对荧光强度相较于优化前增强了1.6倍；使用该传感器对加标长江水样检测结果显示，其对于0～500µg/L的环境水样中的镉具有较好的检测能力，荧光响应最大值达到背景值的20倍。关键词重金属；镉；细菌生物传感器；镉调控蛋白；性能优化中图分类号：Q81文章编号：1674-991X（2023）02-0873-08doi：10.12153/j.issn.1674-991X.20220230Constructionandoptimizationofcadmium-responsivebacterialbiosensorbasedonCadRCAIYeshen1,2,ZHANGTianyi3,BAOLingzhi3,MAJie3,CHENShaopeng2,3*1.HefeiInstitutesofPhysicalScience,ChineseAcademyofSciences2.UniversityofScienceandTechnologyofChina3.SchoolofPublicHealth,WannanMedicalCollegeAbstractUsingcadmiumresponsiveprotein(CadR)asdetectionelementandgreenfluorescentproteinasreportelement,acadmium-responsivebacterialbiosensorwasconstructedtodetectheavymetalcadmiuminwatersamples.Singlefactorexperimentandorthogonaltestfordetectionconditionoptimizationwereappliedtoimprovetherelativefluorescenceintensityofthebiosensor.Finally,thespikedYangtzeRiverwatersampleswasdetectedwiththeconstructedcadmium-responsivebacterialbiosensorbasedonthegivenoptimalcombination.Theresultsshowedthatthefluorescenceresponseofthebiosensortocadmiumintheconcentrationrangeof0-200µg/Lconformedtothedose-dependenteffect.Thesi...
