土壌中の水銀汚染を迅速に検出するための全細胞微生物バイオセンサーシステムのガス報告

光学報告要素として、蛍光タンパク質は全細胞微生物バイオセンサーで広く使用されています。ただし、これらの光学記者の使用は、土壌などの不透明なメディアでは制限されています。この研究では、土壌中の水銀の迅速なオンサイト検出に使用できる報告信号としてガスを利用する方法について説明しました。このバイオセンサーでは、MERRタンパク質は水銀イオンを捕獲し、EFE遺伝子のプロモーターを結合して、ガスを生成したエチレン（C2H4）形成酵素の合成を開始することができました。この研究では、水銀イオン濃度をC2H4ガスシグナルに変換できることが示され、ハンドヘルドC2H4センサーを使用して定量化されました。バイオセンサーを最適化してシステムでの干渉能力を改善することにより、45分以内に0.2〜20 mg/kgの範囲の土壌の水銀イオン濃度を検出し、土壌の水銀汚染が限界基準を超えたかどうかを効果的に反映しています。この研究は、土壌汚染物質のオンサイト検出のためのシンプルで安価で携帯的な方法を提供します。

As optical reporting elements, fluorescent proteins are extensively used in whole-cell microbial biosensors. However, the use of these optical reporters is limited in opaque media such as soil. This study described a method utilizing gas as a reporting signal that could be used for the rapid on-site detection of mercury in soil. In this biosensor, the MerR protein could capture mercury ions and then bind the promoter of the efe gene to initiate the synthesis of the ethylene (C2H4)-forming enzyme that produced the gas. The research showed that the mercury ion concentrations could be converted into C2H4 gas signals, which were quantified using a handheld C2H4 sensor. By optimizing the biosensor to improve its anti-interference ability in the system, it could detect mercury ion concentrations in the soil ranging from 0.2 to 20 mg/kg within 45 min, effectively reflecting whether the mercury pollution in the soil exceeded the limit standard. This study provides a simple, inexpensive, and portable method for the on-site detection of soil pollutants.