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近几年，镉污染的报道倍受关注，大米镉超标已威胁到广大人民群众的身体健康。现有的镉离子检测技术通常需要大型设备，操作复杂，耗时长，检测成本高，急需开发操作简便、快速有效和成本低的检测方法。本研究开发全细胞传感器检测镉离子的方法，为镉污染的快速检测提供技术支撑。 CadR是转录调控因子，当镉离子与其结合时，将启动特定的转录表达过程。但CadR还对其他一些重金属离子产生响应。基于这些情况，本研究构建了三个全细胞传感器并建立了镉离子检测方法。 首先，基于CadR蛋白的基本结构特点，对CadR蛋白进行了片段删节设计，即在CadR的C端删减10个和21个氨基酸，分别获得CadR-TC10和CadR-TC21蛋白。而后在DNA分子水平上，通过对C端引物的设计后，以PCR扩增的方式分别获得cadR，cadR-TC10和cadR-TC21基因片段，通过双酶切和连接反应获得重组传感器质粒，转化进入E.coliTOP10后获得本实验所需的三株大肠杆菌全细胞生物传感器COG、COG-TC10和COG-TC21。通过验证PCR的检验，结果表明构建成功。三个传感器经过镉离子溶液的诱导后，在紫外光的激发下，可发射出荧光，成功实现对镉离子的响应。 通过实验获得了COG的生长曲线，其中在0小时至2小时的培养时间内是调整期，2小时至10小时是对数生长期，稳定期在10小时至14小时，14小时后进入衰亡期。进而通过文献对比和实验，建立了检测流程和检测条件:①在M9补充培养基中，37℃、220 rpm震荡过夜培养，活化菌株;②按1％的量接种，在相同的条件下再培养;③培养到对数期早期（OD600在0.6至0.8之间）;④将菌液稀释到OD600为0.1;⑤上样，样品pH范围在4.5至8.1之间;诱导，在30℃条件下诱导4小时;⑥测定荧光强度。 对比研究表明，以改造后的CadR为基础构建的传感器具有更高的特异性，COG-TC10和COG-TC21对锌离子的响应能力降低，相比于COG，分别下降了95％和85.6％，同时保持了相对较强的镉离子和汞离子的响应能力。三个传感器对锌离子、镉离子和汞离子的响应范围和最适检测范围分别为:COG:1.1-5000μM(75-5000μM),2-250μM(5-100μM),1-7.5μM(1-5μM);COG-TC10:0.9-5000μM(75-2500μM),1.3-250μM(5-100μM)和1.6-7.5μM(1-5μM); COG-TC21:1.2-5000μM(50-2500μM),1.5-250μM(5-100μM)和3.8-7.5μM(0.75-7.5μM)。 以市场销售大米为样本，ICP-MS的检测结果显示镉含量1.28 mg/kg，超出国家食品安全标准限值的六倍。应用生物传感器对该样品进行检测，通过COG-TC10测得的荧光值与以ICP-MS测得结果为依据所计算得到荧光值接近，表明该方法能够有效检测大米的镉离子超标。