莱斯大学的研究团队成功改造大肠杆菌，使其成为活体多路复用传感器，能够同时检测并响应多种环境毒素，并将生物反应转化为电信号。这项技术有望应用于水质监测、工业场所安全及生物计算领域，相关成果发表于《自然通讯》。

研究由Xu Zhang、Marimikel Charrier和Caroline Ajo-Franklin领导，重点解决了传统生物电子传感器效率不足的问题。传统方法通常需要为每种目标化合物设计专用通道，而新系统通过多路复用策略，利用细菌的敏感性和自供电特性，显著提升了信息处理能力。“这一系统实现了生物电子传感的重要突破，能够将多个信号编码为单一数据流，并解码为清晰的是或否读数，”通讯作者Ajo-Franklin表示。

研究团队借鉴光纤通信原理，通过不同氧化还原电位的电信号传输多路信息。共同作者张指出：“关键在于如何稳定分离不同能量的信号，不受样本或毒素干扰。”他们设计了一种电化学方法，将氧化还原信号转化为二元响应，并通过工程大肠杆菌菌株特异性识别亚砷酸盐和镉，产生差异化电信号。

在环境测试中，该系统成功检测到符合美国环保署(EPA)标准的亚砷酸盐和镉。Charrier强调：“该平台具备模块化特性，可扩展至更多毒素的同步筛查。”此外，结合无线技术后，传感器能实现远程实时监测，应用场景涵盖供水系统、工业管道等。

这项研究为生物电子学的发展提供了新方向。未来，多路复用细菌传感器或将成为环境监测、医疗诊断及生物计算的重要工具。Ajo-Franklin补充道：“细胞的潜力不仅限于传感，它们还能编码、计算和传递复杂信息。”

更多信息： Xu Zhang 等，利用工程大肠杆菌进行多通道生物电子传感，《自然通讯》(2025)。期刊信息： 《自然通讯》