乳酸是一种重要的平台化合物，广泛应用于制药、化妆品、食品及化学工业，目前主要通过微生物发酵法生产。另外，乳酸是人类细胞厌氧糖酵解的终产物，在人体能量代谢过程中发挥关键作用，血乳酸是反映人体器官功能状态的一项重要指标。乳酸的快速灵敏检测对于乳酸的微生物发酵过程的监测以及高乳酸血症的临床诊断具有重要意义。
　　乳酸具有两种光学异构体:D-乳酸和L-乳酸。目前已报道的乳酸生物传感器只能检测乳酸的一种光学异构体。铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)PAO1中乳酸利用操纵子同时包含NAD非依赖型D-乳酸脱氢酶(D-iLDH)和NAD非依赖型L-乳酸脱氢酶(L-iLDH)的编码基因，其转录调控因子LldR可同时响应D-乳酸和L-乳酸。Alpha(Amplified luminescent proximity homogeneous assay)技术是基于微珠的高灵敏度均相检测技术，具有快速、灵敏、简便的特点。本论文第二章将来源于P.aeruginosaPAO1的LldR与Alpha技术相结合，首次获得了一种可同时检测D-乳酸和L-乳酸的生物传感器。通过对LldR所结合的DNA位点进行定点突变，将该生物传感器的检测限由32.78mM降低至2.33mM，可用于微生物发酵样品中D-乳酸、L-乳酸和DL-乳酸的快速、准确检测。
　　荧光假单胞菌(P.fluorescens)A506的乳酸利用操纵子中仅含有D-iLDH的编码基因，文献报道其LldR对D-乳酸具有特异性;大肠杆菌(EscherichiacoliK-12MG1655的乳酸利用操纵子中仅含有L-iLDH的编码基因，推测其LldR对L-乳酸具有特异性。本论文第三章将来源于P.fluorescensA506的LldR以及来源于E.coliK-12MG1655的LldR分别与Alpha技术相偶联，但是并未获得预期的具有立体选择性的生物传感器，所构建的传感器无法特异性响应外源添加的D-乳酸或L-乳酸。本研究发现来源于P.fluorescensA506的LldR以及来源于E.coliK-12MG1655的LldR都能够同时响应D-乳酸和L-乳酸，不具有立体选择性。
　　体外转录(IVT)技术在体外无细胞系统中以DNA为模板，利用转录调控因子对待测物做出响应生成RNA，通过对RNA的定量检测可定量指示待测物的浓度。本论文第四章将来源于P.aeruginosaPAO1的LldR和与IVT技术相结合，尝试开发另一种可同时检测D-乳酸和L-乳酸的生物传感器，但优化后传感器无法对外源乳酸作出响应。为验证IVT技术可应用性，将来源于反硝化无色杆菌(Achromobacter denitrificans)NBRC15123中D-2-羟基戊二酸代谢转录调控因子DhdR与IVT技术相结合，构建了一种D-2-羟基戊二酸生物传感器，该传感器可对高浓度D-2-羟基戊二酸作出响应，但灵敏度暂时无法满足D-2-羟基戊二酸的临床检测需求。