这一期我们讲的是，微量营养素测量。

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为了应对血液样本中不同水平的微量营养素而设计生产不同颜料的**可以为卫生官员提供一种廉价的方法来检测世界资源有限地区的营养缺乏。目前测量锌水平的这种“**石蕊试验”不需要电气设备，并且可以通过简单的颜色变化看到结果。
全球有超过10亿人可能面临足够的锌摄入量，但目前测量血液样本中的锌含量需要在许多受影响地区无法获得的复杂测试设备。如果现场测试显示生物传感器可以成功测量锌水平，研究人员希望将这一概念扩展到其他微量营养素，包括维生素。
“我们认为这只是满足需求的足够技术，”佐治亚理工学院化学与生物分子工程学院助理教授Mark Styczynski说。“有朝一日，我们可以提供的信息有助于营养流行病学家和非政府组织确定可能需要采取干预措施来解决营养不足问题的人群。” 
“代谢工程”杂志9月号报道了概念验证工作。这项研究得到了比尔和梅林达盖茨基金会，国家科学基金会和国立卫生研究院的支持。
生物传感器基于改良的大肠杆菌（E.coli），一种常用于基因工程的**。大肠杆菌具有响应其环境中锌水平的转录系统，研究人员已将其调整为触发紫色，红色和橙色的色素产生。用于生产这些色素的遗传机制取自其他生物来源并引入大肠杆菌中。
在实践中，该领域的卫生专业人员将从怀疑患有锌缺乏的人那里获得血液样本。血液样本将在类似打蛋器的简单机械装置上旋转，以将血浆与血细胞分离。然后将血浆置于试管或其他容器中，其中含有含有修饰的大肠杆菌的沉淀。
一旦与血浆混合，大肠杆菌将繁殖，产生对应于血浆中锌水平的颜色。紫色对应于危险的低水平，而红色表示临界水平，橙色正常水平。在没有任何诊断或其他电子设备的情况下，颜色很容易看到。
“加入血浆样品后，颜色变化的过程大约需要24小时，尽管我们希望加速这一过程，”Styczynski说。
不会进行测试以确定需要**的个体，但将用于评估更多人群的营养需求。
“你可能遇到微量营养素缺乏的地方通常是资源匮乏的国家，或者可能是遭受自然灾害的地方，”Styczynski解释说。“这些缺陷不是在个人层面上进行处理，而是在人口水平上进行考虑并用于**可能受影响的村庄或地区。我们可以从50或100人中抽取样本，并能够评估营养状况一个地区。“ 
由于**对许多与人类健康相关的维生素没有相同的要求，研究人员在开发其他微量营养素（如维生素A）的测试时可能不得不改变生物。
“我们希望能够在相当短的时间内以相对较低的成本测试一整套营养素，因为该领域不需要任何设备，”Styczynski补充道。
作为他们研究的一部分，Styczynski和研究生研究助理Daniel Watstein和Monica McNerney将色素生产机械设计到大肠杆菌中。红色和橙色，番茄红素和β-胡萝卜素是由植物病原体Pantoea anantis的基因产生的。紫色，紫罗兰素来自土壤**。将用于产生色素的基因置于质粒上并引入**中。
研究人员在大肠杆菌中使用了两种锌敏感蛋白，并控制这些蛋白质在多大程度上可以打开和关闭色素生成基因。这种方法使锌敏感蛋白对锌水平的响应接近预期在血浆中发现的水平，并且可以进一步用于允许它们以任意水平开启。
其中一个挑战是避免产生大量可能对**有毒的色素，同时快速生产色素以使肉眼可见。由于橙色和红**素是在相同的代谢途径中产生的，研究人员需要建立一种方法，一次只生产一种或另一种 - 他们的工作表明的挑战可以切实解决，尽管他们仍然努力工作 - 调整实施。
Styczynski认为该系统是**个使用**测量血液微量营养素而不需要诊断设备的系统。其他技术需要专门的测量设备，这些设备难以在现场运输和维护。
“生物传感的总体思路肯定在那里，但我们采取了开发一个不需要现场设备的系统的步骤，”他说。“我们相信这将在资源匮乏的地区运作良好。” 
接下来的步骤是开发冷冻干燥**的技术，以及评估改性**的潜在生态影响。Styczynski希望现场试验能在未来两年内开始。
“这是一个令人信服的原理证明，我们希望根据我们已经展示的内容开始该系统的转换方面，”他补充说。“现在应该减少这一点，以实现有用的东西。” 
比尔和梅林达盖茨基金会根据拨款OPP1046289，国家科学基金会拨款1254382和美国国立卫生研究院培训基金T32-EB006343提供支持。本新闻稿的内容由作者负责，并不一定代表支持机构的官方观点。