2020年4月15日 星期三

Curr Opin Biotechnol.:整合微型化全細胞活菌感測器於可實際運用的自動化裝置

雖然是針對偵測環境汙染的生物感測器,但實際上是在說明任何生物感測器都該注意的地方。


全細胞生物感測器(biosensor)是以微生物偵測分子,轉換為電子元件可接收的訊號後,再由電子元件分析以及統整供使用者查閱的裝置。在環境污染的情境下有兩種發展方向,首先是定期定點蒐集並分析樣本,因為採用更龐大複雜的器械,所以可以取得較精準的資料。然而因為取樣分析的手續較繁複,因此不易得到即時的資訊。另一方面,可以壓縮分析的時間和範圍,濃縮生物感測器的體積到容許裝載在可攜式平台,即時監測周遭環境。作者回顧可攜式平台的現況、發展與限制。

生物感測器的先天性限制是對於各類目標分子的偵測專一性不一,有些反應迴路僅能監測特定種類分子而非特定分子,所以偵測結果要和已知結果校正;而且生物感測器必須解決背景雜訊問題,這些問題都要在不影響感測器應用範圍的條件下解決(例如最好不要增加體積或是操作手續)。

要解決訊號的問題又有兩種策略,第一種是增加訊號強度,第二種是降低背景值。增加訊號強度可以藉由調整反應類型或是增加反應時間辦到,然而如果增加反應時間就會降低生物感測器的即時監測能力。其中一項解決辦法就是改變生物反應類型,目前生物感測器多半採取基因迴路控制來反應外界變化,然而這需要等候基因作用,於是研究者提出了替代方案,以偵測化學反應取代偵測基因表現,例如偵測細胞運動、細胞內胞器位置差異、離子濃度等方式。

降低背景值可以安裝校正參照組解決,不過這也會增加體積,或是可以發展連續測試以解決此問題。


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