近期，尊龙凯时(中国)杨建明教授团队在生物传感领域取得系列重要进展，相关研究成果已发表在生物传感研究领域Top期刊Biosensors and Bioelectronics（DOI: 10.1016/j.bios.2023.115805. 影响因子：12.6）（中科院JCR一区Top期刊），我校王兆宝副教授和马冉（硕士研究生）为该论文的并列第一作者，梁波副教授和杨建明教授为通讯作者，我校为第一通讯单位。

環境中芳香族汙染物對人身安全及環境等都造成嚴重危害，而常規探測方式存在探測效率低、作業安全性差、易受幹擾等瓶頸問題。因此，基于生物傳感的芳香族汙染物探測技術的發展具有重要戰略和環保意義。芳香族汙染物分子可分解爲多種化合物，其揮發後的主要蒸氣成分包括2,4-二硝基甲苯（2,4-DNT）和1,3-二硝基苯(1,3-DNB)。因此，結合1,3-DNB和2,4-DNT檢測的生物傳感器可以更准確、更高效地應用于芳香族汙染物的探測。然而，目前以1,3-DNB爲響應物的生物傳感器開發報道卻很少。基于此，楊建明教授團隊研究開發一套安全高效檢測1,3-DNB的生物傳感系統。

研究发现，恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)中的调控蛋白MexT能够通过与其下游基因启动子区结合实现对下游基因PP_2827转录的正向调控，且1,3-DNB能够增强这一调控，揭示了1,3-DNB参与MexT调控基因转录的机制，MexT调控蛋白也因此被确定为1,3-DNB生物传感器的基本传感元件。通过mexT基因和启动子不同组合优化，开发了基于MexT的1,3-DNB生物传感器，优化后的生物传感器在液相1,3-DNB 的检测灵敏度达到0.1 ?g/mL，且具备优异的检测特异性和稳定性。进一步该生物传感器结合团队自行开发的探测装置集成了一套芳香族污染物分子生物传感系统（中国地眼，CEE，Fig. 1），以模拟芳香族污染物的现场探测：该系统对沙土中1,3-DNB的检测灵敏度为0.5 mg/kg土壤，实现了现场大面积检测和土壤掩埋1,3-DNB的准确定位（Fig. 2）。本研究提出了一种新的基于转录因子的生物传感器和一套完整的1,3-DNB高效检测系统。未来该1,3-DNB生物传感器可与之前报道的2,4-DNT生物传感器优势互补，实现对环境中的芳香族污染物分子进行更高效、更准确的探测。

　　Fig. 1 The complete set of biosensor detection system “CEE” for 1,3-DNB detection.

　　Fig. 2 Detection of 1,3-DNB in sands and soil by “CEE” system.

同时，杨建明教授团队在可视化生物检测领域亦取得重要进展，相关研究成果已发表在分析化学研究领域Top期刊Analytica Chimica Acta（2023,1283, 341934）（中科院JCR化学1区Top期刊），我校李美洁副教授和吕书喆（硕士研究生）为该论文并列第一作者，杨建明教授为通讯作者，我校为第一通讯单位。

以感應2,4-DNT的啓動子（例如yqjF啓動子）作爲感應元件，以GFP基因或者自發光基因作爲報告元件，構建了檢測2,4-DNT的生物傳感器。但是，已報道的生物傳感器，在野外進行芳香族汙染物探測時，需使用儀器進行特定波長的紫外激發，以及熒光信號的收集，這使得它們在真正的雷區中難以應用。因此，楊建明教授團隊提出一種可視化檢測芳香族汙染物的創新思路。

以合成番茄红素的基因crtEBI作为报告元件，以DNT响应启动子yqjF为感应元件，构建了可视化生物传感器（Fig. 3）。未感应DNT时，crtEBI基因不表达，不合成番茄红素，菌液呈浅黄色。感应DNT时，启动crtEBI基因的表达，产番茄红素，菌液成红色。过表达MVA途径，提高番茄红素合成的代谢通量，从而增强了生物传感器的输出信号；另外，引入终止子降低了背景干扰信号。优化后的可视化微生物传感器LSZ05可以感应1 mg/L的DNT。对该生物传感器进行表征，证明了在不同环境因素下的DNT特异性、鲁棒性和稳定性。该研究为可视化探测环境中埋藏的芳香族污染物分子奠定了坚实基础。

　　Fig. 3 The design of inducible lycopene-based whole-cell biosensor.

另外，楊建明教授受邀參加“中國-東盟國際人道主義掃雷論壇”並做大會主旨報告（圖4）。上述研究工作得到國防科技創新特區重點探索項目、青島農業大學高層次人才引進項目、國家自然科學基金面上項目、山東省自然科學基金青年項目、山東大學開放課題等項目的資助。

　　圖4 楊建明教授受邀在“中國-東盟國際人道主義掃雷論壇暨新型裝備器材展”

　　作主旨報告