近日，中国科学技术大学环境学院在水污染监测领域取得新进展，创新性地构建了可编程、可打印的微生物电子传感器，显著提升了对水体污染物检测的特异性、稳定性与响应速度。研究成果以“A Programmable and Printable Microbial Bioelectronic Sensor for Real-Time and Targeted Pollutant Monitoring in Water”为题发表于Angewandte Chemie International Edition。

针对传统生物传感器特异性差、稳定性不足、响应缓慢等瓶颈，本研究创新性融合微生物基因编辑与3D生物打印技术，通过对微生物电子传递通路、活体材料组分与空间微结构的多尺度精准调控，成功构建了具有靶向识别、稳定运行与实时监测能力的可编程可打印微生物电子传感器。相较于传统生物传感器，该微生物电子传感器不仅能够特异性识别水中污染物2,4-二硝基甲苯，而且响应时间缩短至5分钟，检测限低至6.75 µg L-1，线性范围宽达20.4至700.0 µg L-1（R2 > 0.999）。进一步，我们发展了基于该微生物电子传感器的便携式检测设备，并在实际水样中验证了其优异的准确性与可靠性。本研究深度融合了合成生物学、超分子材料与数字生物制造等技术，为构建快速、精准、靶向的水污染监测生物传感器提供了新思路。

图 可编程可打印微生物电子传感器示意图

该研究工作得到了国家自然科学基金和安徽省自然科学基金等项目的支持。

论文链接：https://doi.org/10.1002/anie.1144662