iGEM竞赛是面向全世界高中、大学和研究生在读学生团队的合成生物学盛会，每年举办一次。在此期间，多学科的综合团队共同设计和构建新颖的试验系统，并齐聚一堂，在Grand Jamboree上展示他们的作品以供评审。该竞赛致力于推动合成生物学的发展，从而帮助解决当前环境、社会和人类健康领域所面临的各种问题。

TU_BS的2023 iGEM团队发现的一个重要议题是与锂疗法相关的毒性风险。锂是一种非常有效的情绪稳定剂，通常被用于治疗双相情感障碍等精神疾病。机体内过高浓度的锂会产生毒性，因此定期监测血锂水平是极其重要的。令人遗憾的是，目前这种检测只能由受过医学训练的人员在医疗环境中进行，需要等待一段时间才能获取实验室出具的结果。可想而知，频繁的医院就诊和血液检查对于患者个人来说是相当不便且不友好的，但眼下尚无其他可选的检测方案。

这种替代检测方案的空白促使TU_BS的学生们启动了他们的新项目——Li+onSwitch。据去年iGEM团队的成员之一Daniel解释说：“目前德国大约有250万人患有双相情感障碍1。虽然有可用的药物能帮助这些患者，但是有些疗法可能会产生不良的副作用，例如锂疗法。我们意识到，患者们非常需要一种可靠的自测手段，能够在家中进行，这样就能在不去医院的情况下更早地发现和预防毒性。”

该团队利用一种近期才被发现的Li+核糖开关，在大肠杆菌（E. coli）中构建了一套稳定的报告系统，能够可靠地确定血液或唾液样品中的锂含量。2023年6月，他们直接从INTEGRA的奖项中获得了3支PIPETBOY acu 2血清学电动吸液器，并且立即将它们投入了使用来加快细菌培养过程中的各种液体处理任务。Daniel继续说：“我们工作的很大一部分是设计我们自己的质粒载体和测试潜在的报告系统，因此我们大量使用了液体培养物。我们非常高兴能收到INTEGRA的PIPETBOY电动吸液器，它们很快就成为了我们实验室中必不可少的日常工具，显著加快了重复移液流程，提高了实验室效率，并为我们提供了更多的空闲时间来从事研究中的其他工作。不仅如此，它们还是极其精确的仪器，帮助我们提高了很多手动液体处理任务的可重复性和一致性。

这3支电动吸液器被分别指定用于实验室的不同区域（例如通风柜中），因此每一项特定的任务总能随时取用。这样也有助于避免交叉污染，对确保结果的准确性来说至关重要。PIPETBOY仪器的另一大优点是轻量化且符合人体工程学的设计，对于全力以赴的学生们而言，这能让长达数小时的移液过程变得更舒适、更有乐趣。“起初，我们经常需要移取LB培养基储备溶液并分成许多3-5 ml的独立等份，这是一个繁琐且容易出错的过程。相较于费力地从储备溶液中逐个将液体转移到目标容器中，PIPETBOY吸液器则让我们能够一次性吸出全部所需的培养基，然后将其分配到单独的管中。这就节省了大量的时间，并且减轻了高强度手动移液后经常出现的手部和腕部疲劳，”Daniel说。

“为了使锂检测系统适合居家使用，它必须不含任何微生物，因此我们的最终目标始终是开发一种完全无细胞的基因表达系统，能够在细菌宿主之外发挥作用。最初的项目作为概念验证是成功的，我们希望它能在不久的将来激发人们对该应用领域的兴趣，”Daniel总结道。iGEM Grand Jamboree已于11月2日至5日在巴黎举行，TU_BS团队荣获了Overgrad组金奖和最佳诊断项目（Best Diagnostics Project）奖。他们还跻身研究生团队前10名之列，并获得了Overgrad组最佳新组合元件（Best New Composite Part）奖提名，这些成绩见证了该团队过去数月的努力。

参考文献

1. Deutsche Gesellschaft für bipolare Störungen e.V. (DGBS). (2023, April 19). dgbs.de. dgbs.de/bipolare-stoerung/verlauf