研究目的
利用基于光子飞升微孔阵列的无标记实时光学检测方法，设计和表征用于细菌趋化作用的新型合成化学受体。
研究成果
PRISM方法能够快速、无标记地检测细菌趋化性，并有助于合成化学受体的筛选与表征。该方法为诊断学和合成生物学中的高通量应用提供了概念验证，不过要实现更低的检测限和更好的特异性，还需进一步优化。
研究不足
该方法检测限相对较高（趋化因子的检测浓度为毫摩尔级），对趋化物和驱避物的灵敏度存在差异，且由于芯片设计依赖不稳定的化学梯度。改进芯片以实现稳定梯度可提高灵敏度。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用相移反射干涉光谱测量技术（PRISM），通过硅飞升级微孔阵列（FMAs）实时无标记监测细菌趋化性。该方法通过建立化学梯度并观察光学变化来追踪细菌响应。
2：样本选择与数据来源：
所用菌株包括大肠杆菌RP437 UU1250（趋化缺陷型）、工程化UU1250-Tar菌株、大肠杆菌ΔZras菌株及合成组胺趋化受体变体。菌株构建采用吉布森组装等基因工程技术，并使用Rosetta软件进行计算设计。
3：实验设备与材料清单：
设备包含定制流动池、蠕动泵、宽带钨灯光源（OceanOptics LS-1）、CCD光谱仪（OceanOptics USB4000）、带FMAs的光子硅芯片、微流控通道，以及运动缓冲液、趋化效应物（如L-天冬氨酸、苯甲酸、组胺）和表面功能化试剂（如麦胚凝集素）等材料。
4：1）、CCD光谱仪（OceanOptics USB4000）、带FMAs的光子硅芯片、微流控通道，以及运动缓冲液、趋化效应物（如L-天冬氨酸、苯甲酸、组胺）和表面功能化试剂（如麦胚凝集素）等材料。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：检测包含三个环节：(i) 将细菌悬液接种至FMAs；(ii) 用运动缓冲液冲洗去除未贴壁细胞；(iii) 引入趋化效应物溶液并通过PRISM监测光学变化。实时采集数据并将响应量化为光程差变化值（Δ2nL）。
5：数据分析方法：
数据分析包括反射光谱频率分析计算2nL值、三重测量的统计分析（如随时间变化的中位Δ2nL值），以及采用Keller-Segel模型进行趋化动力学模拟的计算建模。
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