養殖池亞硝酸鹽的全細胞感測器

背景

密集養殖的魚蝦池在氮循環被擾動時會累積亞硝酸鹽，低濃度就對魚蝦有毒。養殖戶用化學試劑檢測，準確但慢，大規模使用成本高。生物感測器可能更便宜，但前提是它要快到能改變決策。

研究問題

經改造的細菌感測器，能否在影響魚類健康的濃度範圍內偵測池水中的亞硝酸鹽，並快到足以讓養殖戶在清晨用得上？

設計過程

• 先做 Human Practices。 訪談養殖戶，了解他們何時測水、拿到結果後做什麼、池邊有哪些設備。
• 設計。 以亞硝酸鹽感應啟動子驅動報告基因，置於非致病宿主中，並附圍阻策略。
• 建模。 以報告蛋白的生成與損失模型，估計目標濃度下的訊號出現時間，用以在螢光與比色讀取之間做選擇。
• 測試計畫。 先在緩衝液中做劑量反應，再用過濾後的池水，並控制濁度與溫度。

發現

示範專案不適用。真實專案會報告劑量反應資料、模型比較，以及利害關係人對原型的反應。

安全

這類專案的所有濕實驗，都在有督導、遵守生物安全規範的機構實驗室中進行。