發(fā)布時(shí)間：2018-07-21 14:27

【摘要】：黃曲霉毒素是黃曲霉菌等絲狀真菌在生長(zhǎng)過(guò)程中產(chǎn)生的有毒次級(jí)代謝產(chǎn)物。極少量的黃曲霉毒素即可對(duì)人體健康產(chǎn)生很大的危害,其生成對(duì)糧食和農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)也具有很大的影響。因此,有效控制黃曲霉菌生長(zhǎng),尤其是抑制黃曲霉毒素產(chǎn)生,對(duì)于保障農(nóng)業(yè)和糧食安全意義重大。近年來(lái),科學(xué)工作者開(kāi)展了大量工作,研究黃曲霉菌的產(chǎn)毒機(jī)制,為有效抑制毒素生成提供了理論指導(dǎo)�；钚匝�(Reactive oxygen species,ROS)是生物體有氧代謝的產(chǎn)物,在細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、維持機(jī)體氧化-還原平衡等過(guò)程中發(fā)揮重要作用。有文獻(xiàn)報(bào)道,ROS與黃曲霉毒素的胞內(nèi)合成過(guò)程密切相關(guān),菌絲細(xì)胞內(nèi)ROS的水平可能是黃曲霉毒素合成的重要前提條件。因此,檢測(cè)ROS及其相關(guān)酶類,對(duì)于理解黃曲霉產(chǎn)毒過(guò)程,并進(jìn)一步研究毒素合成抑制機(jī)制顯得尤為關(guān)鍵。傳統(tǒng)的分子生物學(xué)方法(如基因敲除法等)雖能建立基因和功能之間的關(guān)系,但不能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、快速、靈敏檢測(cè),不利于理解生命過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)。電化學(xué)傳感器專一性強(qiáng)、靈敏度高,可以實(shí)時(shí)、快速的檢測(cè)生物靶分子,如能將其用于黃曲霉產(chǎn)毒機(jī)制的研究,將有可能在不影響黃曲霉菌活性的前提下,提供更多原位、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。在本論文中,我們開(kāi)發(fā)了多種基于納米材料的電化學(xué)傳感器,并將它們用于黃曲霉菌過(guò)氧化氫酶、超氧陰離子和過(guò)氧化氫的檢測(cè),對(duì)黃曲霉產(chǎn)毒機(jī)制以及抗菌物質(zhì)的抑產(chǎn)毒機(jī)制進(jìn)行了分析。主要研究?jī)?nèi)容如下:1.利用電化學(xué)傳感器研究黃曲霉菌過(guò)氧化氫酶活性與產(chǎn)毒之間的關(guān)系本研究中采用電沉積方法構(gòu)建石墨烯-納米金(Au NPs)電化學(xué)傳感器,并通過(guò)場(chǎng)發(fā)射電子顯微鏡(FESEM)、拉曼(Raman)光譜和X衍射儀證實(shí)傳感器構(gòu)建成功。通過(guò)外加H_2O_2,并測(cè)定其濃度可以判斷過(guò)氧化氫酶(CAT)活性,通過(guò)進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件,得到該傳感器對(duì)H_2O_2檢測(cè)線性范圍為2-30μM,檢測(cè)下限為0.2μM,對(duì)CAT活性的檢測(cè)范圍是0-48 U/mg prot。將該傳感器用于黃曲霉菌粗提液CAT活性檢測(cè),結(jié)果顯示,隨著菌絲培養(yǎng)時(shí)間的逐漸延長(zhǎng),霉菌粗提液中的CAT活性隨之增強(qiáng),且黃曲霉毒素的含量也在增加。霉菌粗提液中的CAT活性與菌液中黃曲霉毒素的含量呈正相關(guān)。該結(jié)果表明,霉菌粗提液中的CAT活性可用作黃曲霉產(chǎn)毒的生物標(biāo)志。其機(jī)制推測(cè)為:當(dāng)黃曲霉生長(zhǎng)迅速時(shí),菌絲代謝旺盛,隨之產(chǎn)生的有氧代謝產(chǎn)物ROS也進(jìn)一步增多,為了實(shí)現(xiàn)生物氧化還原平衡,CAT活性也相應(yīng)增強(qiáng),而ROS的增加將促進(jìn)黃曲霉毒素合成,因此,CAT活性與毒素合成之間呈正相關(guān)。2.利用電化學(xué)傳感器研究納米銀抑制黃曲霉菌產(chǎn)毒的機(jī)制采用化學(xué)還原方法合成霉菌產(chǎn)毒抑制劑——納米銀(Ag NPs),并通過(guò)透射電子顯微鏡(TEM)、紫外分光光度計(jì)(UV-VIS)等進(jìn)行表征,證實(shí)其為球狀結(jié)構(gòu),尺度為4.5 nm,可用于后續(xù)抑菌實(shí)驗(yàn)。納米銀處理可顯著降低黃曲霉菌毒素的產(chǎn)量。水熱法合成人工納米酶Mn_3O_4納米棒,將其與多壁碳納米管(MWCNTs)復(fù)合,構(gòu)建MWCNTs-Mn_3O_4納米棒超氧陰離子(O_2~-)電化學(xué)傳感器。通過(guò)實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化,該傳感器檢測(cè)的線性范圍為57.5-862.5 n M,檢測(cè)下限為57.5 n M。將制備的傳感器用于黃曲霉胞外釋放的O_2~-實(shí)時(shí)檢測(cè),發(fā)現(xiàn)Ag NPs的加入可刺激黃曲霉菌瞬時(shí)釋放大量O_2~-分子。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,我們推測(cè)Ag NPs抑制毒素產(chǎn)生的可能機(jī)制為:Ag NPs刺激黃曲霉后,O_2~-分子立即從菌絲體分泌,最終導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)ROS水平迅速降低,細(xì)胞內(nèi)氧化水平的降低進(jìn)一步影響黃曲霉毒素生物合成的信號(hào)傳導(dǎo)途徑,最終導(dǎo)致黃曲霉毒素含量的降低。3、基于碳化孢子的H_2O_2電化學(xué)傳感器及其在真菌分析中的潛在應(yīng)用生物質(zhì)已被廣泛用作碳源來(lái)制備不同結(jié)構(gòu)的碳材料,黃曲霉分生孢子具有微米尺度的球狀結(jié)構(gòu),有可能作為原材料制備空心結(jié)構(gòu)微米碳球。在本研究中,通過(guò)對(duì)黃曲霉孢子碳化制備得到中空碳微球。然后,在碳微球表面原位生長(zhǎng)Au NPs,將該復(fù)合材料用于H_2O_2傳感器的構(gòu)建。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)條件的優(yōu)化,該傳感器的線性范圍為1μM-15μM,檢測(cè)下限為0.05μM。綜上所述,本研究通過(guò)構(gòu)建納米生物傳感器檢測(cè)了黃曲霉菌CAT活性和ROS釋放過(guò)程,基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果,我們提出了黃曲霉產(chǎn)毒以及抗真菌藥物抑毒素產(chǎn)生的可能機(jī)制。本研究為黃曲霉產(chǎn)毒機(jī)制研究提供了直接數(shù)據(jù)和新方法,且進(jìn)一步拓展了電化學(xué)傳感器在微生物生化過(guò)程分析中的應(yīng)用。
[Abstract]:In recent years , we have developed a variety of electrochemical sensors based on nano - materials . In this study , it was found that the activity of CAT could be used as a biological marker for the production of aflatoxin B1 . The results showed that the activity of CAT in the crude extract of Aspergillus was 57.5 - 862.5 n and the application of the electrochemical sensor in the microbiological biochemical process analysis is further expanded .
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP212.2;TS201.6

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 祝敬妥;;電化學(xué)傳感器在應(yīng)急救援中應(yīng)用[J];廣州化工;2011年03期

2 金利通,宋豐斌,柏竹平,方禹之;味覺(jué)電化學(xué)傳感器的研究——Ⅰ.甜、酸、苦、咸物質(zhì)對(duì)模擬生物膜電位振動(dòng)頻率的影響[J];分析化學(xué);1993年11期

3 金利通，毛煜，劉彤;味覺(jué)電化學(xué)傳感器的研究──黃連素對(duì)模擬生物膜的響應(yīng)[J];分析科學(xué)學(xué)報(bào);1994年02期

4 李星瑋,李曉宣,居明;導(dǎo)電聚苯胺在化學(xué)及電化學(xué)傳感器中的應(yīng)用[J];化工新型材料;2000年09期

5 王春,何錫文;超分子在質(zhì)量敏感壓電化學(xué)傳感器中的應(yīng)用[J];分析測(cè)試學(xué)報(bào);2001年01期

6 陸曉軍,鞠q，

本文編號(hào)：2135821