BioVector® Escherichia coli WS2572 (Xen14) 生物发光报告菌株 / BioVector® Escherichia coli Strain WS2572 (Xen14) Bioluminescent Reporter Strain

1 菌株基本信息与生理表型 / Bacterial Strain Identification and Phenotypic Profiling

• 菌株名称 (Strain Name)：BioVector® Escherichia coli WS2572 (Xen14) 生物发光报告菌株。

• 常用别名与通用代号 (Synonyms & Line Designations)：

  • E. coli Xen14

  • WS2572-lux

  • BioVector® Xen14 Bioluminescent Reporter Strain

• 宿主背景与基因组构建 (Host Genotype & Transposon Construct)：

  • 宿主菌株 WS2572：来源于临床/动物感染分离的 Escherichia coli 菌株背景。

  • 染色体整合质粒/转座子：基因组稳定染色体整合有来源于光杆状菌（Photorhabdus luminescens）的 全套 luxCDABE 发光操纵子 及卡那霉素抗性基因（Kanamycin Resistance, $\text{Kan}^{\text{R}}$）。

• 形态与生长表型 (Morphology & Growth Profile)：革兰氏阴性杆菌（Gram-negative rod）。在 LB 固体平板上呈现光滑、湿润、边缘整齐的白色/乳白色菌落；在暗室或超灵敏 CCD 相机（如 IVIS 系统）下发出连续自发荧光/生物发光，倍增时间约为 25–35 分钟。

• 生物安全等级 (Biosafety Level)：1 级或 2 级安全控制（BSL-1/BSL-2，取决于具体感染模型，专用于活体小动物光学成像 IVIS、体内外抗菌药物筛选及小鼠尿路/败血症/软组织感染动态追踪）。

2 生物发光机制与活体光学成像应用 / Bioluminescence Mechanics and In Vivo Imaging Value

BioVector® E. coli WS2572 (Xen14) 是活体光学成像（In Vivo Optical Imaging）与感染生物学领域公认的“自体发光（Auto-bioluminescent）模式菌株”：

The BioVector® E. coli Xen14 strain features stable genomic integration of the Photorhabdus luminescens luxCDABE operon, enabling real-time, substrate-free in vivo bioluminescent tracking of bacterial burden in preclinical infection models:

自体发光与实时定量成像优势 (Substrate-Free Autoluminescence & IVIS Tracking)

• 无需外源底物（Substrate-Independent Light Emission）：由于表达完整的 luxCDABE 操纵子（含荧光素酶及脂肪醛还原酶复合物），细胞能够自行合成底物并发出光子（波长峰值约 490 nm），无需注射荧光素（D-luciferin）或醛类底物。

• 无创活体动态追踪 (Non-invasive Real-time Imaging)：可用于建立小鼠腹腔感染、尿路感染（UTI）、创伤感染及菌血症模型，通过光子通量（Photon Flux, $\text{photons/s}$）无创定量体内细菌载量与组织分布。(Eliminates the need for exogenous substrate administration, enabling quantitative, longitudinal monitoring of bacterial proliferation and response to antibiotics in vivo.)

3 菌株完全培养基配方与抗生素选育规范 / Culture Formulations and Antibiotic Selection

核心红线规程 / Mandatory Antibiotic Selection & Darkness Measurement Notice

Xen14 基因组含有用于维持发光操纵子稳定性的抗性标签。日常液体扩增与平板划线培养基中必须添加 Kanamycin（卡那霉素，终浓度 $30\ \mu\text{g/mL}$），以防止非发光回复突变株或抗性丢失株的竞争性生长；培养温度精确控制在 37 摄氏度。(Cultivate strictly in LB broth/agar supplemented with $30\ \mu\text{g/mL}$ Kanamycin at 37 °C to preserve stable bioluminescence performance.)

基础与完全培养基组分配方 / Complete Media Formulations

• 1. 高品质液体完全培养基 (BioVector® Complete LB Broth for Xen14)：

  • BioVector® LB Base Broth（LB 基础肉汤）：99%

  • BioVector® Kanamycin Stock Solution（卡那霉素，终浓度 $30\ \mu\text{g/mL}$）：1%

• 2. 固体筛选与发光鉴定平板 (Solid Luminescence Plates)：

  • BioVector® Solid LB Agar Plate with Kanamycin ($30\ \mu\text{g/mL}$)

标准物理培养环境 (Incubation Parameters)

• 气体与温度控制 (Incubation Setup)：摇床震荡培养（200–220 rpm），运行工作温度精密锁定在 37 摄氏度。

4 冻存菌种复苏、摇菌扩增与活体成像应用工作流 / Preservation and In Vivo Imaging Workflow

A 阶段：甘油菌的无菌划线复苏 / Phase A: Recovery from Cryovial

1. 从 $-80^\circ\text{C}$ 冰箱移出 BioVector® E. coli Xen14 甘油冻存管，在冰上稍许解冻。

2. 使用无菌接种环挑取少许菌液，划线接种至含 Kanamycin（$30\ \mu\text{g/mL}$）的 LB 固体平板上。

3. 置于 37 摄氏度恒温培养箱 中倒置培养 12–16 小时，待长出单菌落。

B 阶段：液体摇菌与发光信号校准 / Phase B: Liquid Culture & Luminescence Check

1. 挑取单菌落接种至含卡那霉素的 BioVector® Complete LB Medium 中。

2. 37 摄氏度、200 rpm 摇动培养 至对数生长中期（$\text{OD}_{600} \approx 0.5\text{--}0.8$）。

3. 取 $100\ \mu\text{L}$ 菌液置于黑色 96 孔板或暗室成像仪中，测定光子发光强度（RLU），验证自发光活性。

C 阶段：甘油冻存菌种保藏 / Phase C: Glycerol Stock Preparation

1. 取处于对数生长盛期的强发光菌液。

2. 按 1:1 体积比与 BioVector® 30% 无菌甘油保藏液 混合均匀（终甘油浓度 15%）。

3. 分装至无菌冻存管中，直接置于 $-80^\circ\text{C}$ 超低温冰箱长期保存。

5 生物发光强度（光子通量 $\ge 1\times 10^6 \text{ photons/s/cell}$）与抗性维持一票否决制质控红线 / Downstream Quality Control Metrics

基因组发光基因完整性与抗性筛查 (Genomic Insertion & Stability Surveillance)

定期使用 BioVector® PCR Detection Kit 验证 luxC / luxA 基因片段及卡那霉素抗性元件，确保发光操纵子在无抗或加抗条件下的遗传稳定性。

自体发光信号强度（光子通量 $\ge 1\times 10^6 \text{ photons/s}$）一票否决制质控红线 (Bioluminescence Quality Gatekeeper)

为了阻断由于发光操纵子突变失活、启动子沉默或发光强度衰减致使活体小动物成像（IVIS）失败或实验数据无法测定的灾难性后果，质控部门或研究人员必须在菌株建库与动物实验前，执行硬性的“发光强度与纯度 Identity”一票否决制质控：

1. 卡那霉素抗性红线：菌株在含 $30\ \mu\text{g/mL}$ Kanamycin 的平板上必须 100% 正常生长，且无杂菌污染。

2. 自体发光强度质控红线（核心考核）：在无任何外源底物添加的条件下，对数期（$\text{OD}_{600} = 0.6$）菌液的光子发射通量（Photon Flux）必须严格大于或等于 $1.0\times 10^6 \text{ photons/s/10}^6\text{ cells}$。

3. 一票否决处理规范：一旦质控检测发现自发光信号发生猝灭或 跌破 $1\times 10^6 \text{ photons/s}$ 门槛线，该批次菌株执行一票否决红线制，彻底高压灭菌销毁（121 摄氏度，20 分钟）。绝对禁止将发光衰减或失活菌株投入活体感染成像实验。必须立刻重新复苏原始极低代次的 BioVector® Xen14 种子甘油管，重新开启扩增与质控循环。(Enforce a rigid functional gatekeeper: Xen14 reporter stocks must strictly verify antibiotic resistance retention paired with a substrate-free autoluminescence flux $\ge 1.0\times 10^6 \text{ photons/s/10}^6\text{ cells}$. Any loss of luminescence or target sequence deletion triggers an immediate system veto to destroy running lots instantly.)