Diese Studie schlägt eine neue zellfreie Biosensorstrategie vor, die auf der Umwandlung des Signalträgermodells basiert. Durch die Einführung der T7-RNA-Polymerase-Mutante QMF-M6, die dNTPs effizient zur Synthese von Einzelstrang-DNA nutzen kann, in ein Transkriptionsregulationssystem mit einem allosterischen Transkriptionsfaktor (aTF) als Kern wird die Umwandlung von einem RNA-Signalträger zu einem stabilen DNA-Berichtsmolekül realisiert, was die Robustheit und Interferenzresistenz des Sensorsystems deutlich erhöht. Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass die Plattform hervorragende Nachweisleistungen für Tetracyclin und Kupferionen mit Nachweisgrenzen von 0,62 μmol/L bzw. 26 nmol/L aufweist und eine gute Anwendbarkeit in Rückgewinnungsexperimenten mit zugesetztem Kupferionen in Umweltwasserproben zeigt. Die Studie schlägt eine DNA-Signalausgabe-Strategie zur Lösung der Instabilität von Berichtssystemen vor und bietet einen praktikablen technischen Weg zur Entwicklung robuster zellfreier Biosensorsysteme für den Einsatz vor Ort und die Sofortdiagnose.

Zellfreier Biosensor;Allosterischer Transkriptionsfaktor;T7-RNA-Polymerase;DNA