麦克阿瑟“天才”奖获得者James J. Collins子刊：可穿戴合成生物学传感器

　　合成生物学为定制生物电路的设计提供了丰富的模块生物传感器、遗传逻辑门和输出效应器。与此同时，无线技术、可穿戴电子产品、智能材料和具有新型机械、电气和光学特性的功能纤维的最新发展，也催生了复杂的生物传感系统。 扩大对生理状态、疾病状态以及接触病原体或毒素的非侵入性检测的机会。然而，合成电路的运行通常需要活的、工程细菌的存在，这限制了它们在可穿戴设备上的应用。

　　近日，四院院士，麦克阿瑟“天才”奖获得者、哈佛大学James J. Collins等人报道了一种功能化的柔性无细胞合成电路，能够实现对代谢物、化学物质和病原体核酸特征的检测。并开发了一款口罩，实现了室温下对SARS-CoV-2病毒的无创检测（90分钟内）。该研究以“Wearable materials with embedded synthetic biology sensors for biomolecule detection”为题发表在最新一期的《 Nature Biotechnology》上。

　　文章亮点：

　　1、将冷冻干燥、无细胞（freeze-dried, cell-free，FDCF）基因电路与专门设计的柔性、纺织基材结合，构筑了实用的可穿戴生物传感器。器件可在再水化时被激活，并通过比色变化或能够检测荧光和发光输出的光纤网络报告特定分子目标的存在。

　　2、对器件结构进行了优化，减少由于蒸发或组件过度稀释而导致的基因电路操作的抑制。同时优化了FDCF反应，使信号输出至少快了 10 分钟。

　　3、基于上述策略设计了一个用于核酸检测的口罩，检测极限是500份体外转录(IVT)的SARS-CoV-2 RNA，与世界卫生组织认可的基于实验室的标准 RT-PCR 分析相匹配

　　4、口罩能够在室温下实现对SARS-CoV-2病毒的无创检测（90分钟内），无需电源或是处理液体，并在2小时内提供视觉输出，重量仅3 g。

　　可穿戴无细胞合成生物学

　　来源：高分子科学前沿

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