换一批摘要合成生物传感器利用基因编码的生物识别元件特异性识别靶标并将其转换成可量化的生物信号,然后通过基因线路介导的功能器件实现生物信号的定制化处理与多模态信号输出,具有生物相容性高、成本低、环境友好等优势,已在环境监测、生物制造过程监控、精准医学诊疗等领域展现出重要应用潜力.合成生物学方法和前沿技术的突破性进展,特别是基因线路的模块化工程设计原理、可编程动态调控策略和人工智能辅助的生物元件挖掘与从头设计技术,为合成生物传感器的开发提供了前所未有的助力.然而,当前合成生物传感器的产业化应用仍在多个性能指标方面面临制约.即:敏感性(Sensitivity)、特异性(Specificity)、响应速度(Speed)、稳定性(Stability)和安全性(BioSafety)——简称5S挑战.本文系统梳理了基于基因线路的合成生物传感器信号识别机制与设计范式,深入剖析了各类型合成生物传感器的技术优势与应用瓶颈,并归纳了代表性的基因线路传感功能扩展模块与应用案例.本文还介绍了合成生物传感器的关键特征以及典型优化方法,探讨了未来需要交叉融合新机制与新技术以实现合成生物传感器的范式突破与可预测定制,从而加速推动合成生物传感器广泛实际应用.
更多相关知识
关键词
合成生物传感器基因线路变构转录因子双组分系统核糖开关核糖核酸调节子成簇的规律性间隔的短回文重复序列/CRISPR相关蛋白(CRISPR/Cas)synthetic biosensorgenetic circuitallosteric transcription factortwo-component systemriboswitchriboregulatorCRISPR/Cas
分类号
Q81（生物工程学《生物技术》）
栏目名称
DOI
10.12211/2096-8280.2025-031
发布时间
2026-03-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
基金项目
- 浏览3
- 被引0
- 下载0
相似文献
- 中文期刊
- 外文期刊
- 学位论文
- 会议论文
