[发明专利]一种生物传感器及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物传感器及其应用。

背景技术

丁醇是一种重要的化工原料，有多种用途，如用于制造邻苯二甲酸二丁酯和脂肪族二元酸丁酯类增塑剂，用于各种塑料和橡胶制品的生产。丁醇还可用来生产丁醛、丁酸、丁胺和醋酸丁酯，它们可用作树脂、油漆、粘接剂的溶剂，也可用作油脂、药物和香料的萃取剂及醇酸树脂涂料的添加剂。近年来美国科学家的研究表明，丁醇还是一种极具潜力的新型生物燃料。与甲醇和乙醇相比，丁醇在性能上与汽油更为接近，这就更加引起了研究者和企业对其的研究开发兴趣。

丁醇可由化学合成法和发酵法生产。化学合成法主要包括两条路线，一是以丙烯为原料，经羰基合成法生成正、异丁醛，加氢后分馏得到正丁醇；二是以乙醛为原料，经醇醛缩合成丁醇醛，脱水生成丁烯醛，再经加氢后得到正丁醇。丙烯和乙醛主要来自于石油等不可再生资源，不利于节约资源，因此，化学合成法的推广受到了资源限制。

进入21世纪后，随着全球石油等不可再生资源的价格迅速上涨以及绿色化学理念的提出，发酵法生产丁醇工艺由于原料来源广泛等优点又重新受到重视。目前工业中用于发酵生产丁醇的菌的生产能力和耐受性还都比较低，需要筛选出新型高产的产丁醇微生物。目前检验微生物产丁醇的能力一般需要扩大培养，再进行气相或液相检测，这一系列过程都很繁琐，耗时耗力。因此，筛选产丁醇微生物的关键是建立一套快速、有效检测丁醇存在的技术。全细胞传感器是一种利用完整活细胞为载体，能够连续检测和分析细胞在外界刺激下的生理性能，定性定量测定物质信息(如确定该类物质的存在与否以及浓度大小等)的检测器。与酶传感器相比，全细胞传感器应用范围更广，检测标准和提供的信息更多，更能准确地反应被分析物的信息；其次，全细胞是一个严谨调控的系统，能够稳定修复整合酶活性，产生的信号强而且重复性好；另外，全细胞传感器在环境毒性化合物检测方面弥补了气相和液相等传统检测方法的不足；尤为重要的是，全细胞传感器的检测酶为胞内酶，不存在酶的纯化、酶活性保持以及失活等问题。因此，全细胞传感器在有机化合物检测方面得到了更为迅速的发展。微生物全细胞传感器的最大特点就是能够检测天然环境中可供生物利用的痕量物质。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种DNA片段。

本发明所提供的DNA片段，其自上游至下游依次为调节基因、丁醇特异性启动子和报告蛋白的编码基因；

所述调节基因为编码如下(a)或(b)所示蛋白的基因：

(a)由序列表中序列2所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

(b)将序列表中序列2的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由(a)衍生的蛋白质；

所述报告蛋白为如下(1)或(2)所示的蛋白：

(1)由序列表中序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质；

(2)将序列表中序列1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且具有相同功能的由(1)衍生的蛋白质。

为了使上述(a)或(1)中的蛋白便于纯化，可在由序列表中序列2或序列1所示的氨基酸序列组成的蛋白质的氨基末端或羧基末端连接上如表1所示的标签。

表1、标签的序列