基于碳點分子印跡識別材料的革蘭氏陰性菌信號分子(AHLs)快速檢測技術研究
發(fā)布時間:2021-11-27 18:16
細菌性食品污染不僅會導致食物資源浪費,而且會造成嚴重的公共衛(wèi)生安全隱患,針對細菌性食品污染的防控問題亟待解決。群體感應(Quorum Sensing,QS)系統及其信號分子的揭示可為細菌性食品污染的防控提供新思路。N-酰基-高絲氨酸內脂(N-acyl-homoserine Lactones,AHLs)是調控革蘭氏陰性菌QS系統最典型的信號分子,開發(fā)新型的AHLs快速檢測技術,可有效簡化檢測程序、縮短分析時間,對闡明食品腐敗過程中QS系統調控機制以及開發(fā)新型防控策略具有重要意義;诖,本文將分子印跡技術與熒光納米材料結合,開發(fā)了一種新型的熒光分子印跡識別材料,基于該材料構建了快速、高效檢測AHLs的分析方法,主要內容概述如下:制備一種可作為熒光識別元件的碳點(Carbon Dots,CDs),并對其光學性能及信號轉導性能進行探究。以2,5-二氨基苯磺酸作為單一碳前體物,采用一步水熱法合成了N,S共摻雜的CDs,470~520 nm的激發(fā)波長下,在593 nm處顯示出激發(fā)不依賴特征的熒光峰。通過對CDs的形貌、光學性能以及結構的表征,發(fā)現CDs粒徑均勻,光學性質優(yōu)異,且由于N,S雜原子的...
【文章來源】:江南大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:67 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
V.fischeri菌的群體感應系統調控機制示意圖[4]
第一章緒論5圖1-2細菌生物傳感器的原理示意圖[40]Fig.1-2Schematicdiagramofbacterialbiosensor1.3.2薄層層析法薄層層析法,是早期一種可替代高效液相色譜法的廉價、快速的方法,用于初步鑒定信號分子AHLs。1997年,Shaw等人[47]證明了在60%甲醇水溶液中(v/v)中使用薄層層析法可有效地分離不同鏈長的AHLs。基于此,McClean等人[39]利用紫色桿菌突變體CV026生物測定菌株,在薄層色譜板上檢出了液化鏈球菌和小腸結腸炎耶爾森菌培養(yǎng)基上清液中的AHLs,發(fā)現該菌株可被一系列的AHLs及其類似物誘導,且對不同側鏈長度的化合物靈敏度不同,證明了紫色桿菌突變體CV026在對菌株上清液中經提娶薄層色譜分離得到的AHLs混合物的檢測具有多功能性。Ravn等人[20]又結合多種AHLs的檢測體系,對食品中分離得到的148株腸桿菌科細菌的AHL分布及其產生的動力學進行了研究。采用薄層層析法對篩選的20株菌的AHLs進行了分析,確定了產生的AHLs類型以及AHLs濃度隨時間的延長不斷增加,證明了從食物中分離的腸桿菌科中,多種AHLs產生的現象普遍存在,進而評估了AHLs的調控作用在食品腐敗過程中的重要性。該方法與其他色譜類的方法一樣,通過目標物對流動相和固定相的親和力不同,一般使用C18反相層析板將AHLs混合物進行分離,隨后,利用生物報告菌法、硫酸法、聯合色譜法等進行檢測結果分析。其中,與生物報告菌法結合應用最廣泛,將接種了信號分子AHLs敏感菌株的瓊脂培養(yǎng)基涂覆到層析板表面,培養(yǎng)后通過觀察顏色等表型進行定性檢測,通過色素產生量或者酶活性的分析進行定量檢測。該法的優(yōu)勢在于可對AHLs信號分子混合物進行分離檢測,但由于結果分析依賴于生物報告菌法,因而其相應的劣勢也同時存在。對信號分子的檢測大部分只能定性且重復性較差,檢測過
ヌ逵肽0宸腫又?浞⑸?ゲ剮緯煽占澠挪跡?誚渙?戀淖饔孟?進一步聚合后,除去模板分子,形成能夠特異地重新結合目標分子的聚合物材料[60]。MIPs的成功制備必須具備模板分子、功能單體、交聯劑以及引發(fā)劑4種元素,合成路線通常包括三個步驟:1)在模板分子與單體之間預聚合形成絡合物;2)在交聯劑作用下,通過自由基引發(fā)進行聚合;3)成功脫除模板分子制得MIPs,其制備流程示意圖如圖1-3所示[61]。一旦模板分子被脫除,便可獲得一個三維網絡結構的材料,該材料呈現出與模板分子互補的空穴以及官能團結合位點[62]。圖1-3MIPs非共價印跡法制備工藝原理圖[61]Fig.1-3Schematicdiagramofthemolecularimprintingprocessbynon-covalentimprintingmethod分子印跡技術可劃分為共價印跡法、非共價印跡法以及半共價印跡法三種類型,其劃分依據是模板分子與功能單體之間的鍵合方式不同[63]。共價印跡法是功能單體和模板分子之間聚合形成可逆共價鍵,該法制備的印跡聚合物的特點在于功能單體與模板分子之間的相互作用強,結合位點分布均勻,印跡效率高,但功能單體選擇有限,模板的洗脫過程困難。更重要的是,由于共價鍵相互作用強烈以及結合和解離的過程遲緩,該過程難以達到熱力學平衡。非共價印跡法是三種方法中最常用的方法,由于非共價鍵(離子相互作用、氫鍵,范德華力和螯合作用)是功能單體與模板分子之間最主要的結合方式。該法的制備過程簡單、條件溫和、應用范圍廣。與共價印跡法相比,需要大量的功能單體來促進模板-單體絡合物的形成,不可避免地產生了更高密度的非選擇性結合位點。在共價鍵合模板被移除后,也可以實現非共價再結合,這種方法被稱為半共價印跡法。半共價印跡法結合前兩者的優(yōu)點,制備過程中以共價鍵相互作用使得結合位點
【參考文獻】:
期刊論文
[1]食源性致病菌群體感應信號分子的檢測[J]. 何偉佳,岳思遠,王翔,孫天妹,董慶利. 生物工程學報. 2019(09)
[2]Determination of quorum-sensing signal substances in water and solid phases of activated sludge systems using liquid chromatography–mass spectrometry[J]. Yuepeng Sun,Kai He,Qidong Yin,Shinya Echigo,Guangxue Wu,Yuntao Guan. Journal of Environmental Sciences. 2018(07)
[3]食品腐敗中細菌群體感應現象的研究進展[J]. 李學鵬,陳桂芳,儀淑敏,朱軍莉,李婷婷,李春,勵建榮. 食品與發(fā)酵工業(yè). 2015(08)
[4]LC-MS/MS檢測水產品源致病菌和腐敗菌群體感應AHLs信號分子[J]. 黃旭鎮(zhèn),朱軍莉,趙二科,梁新樂. 水產學報. 2014(07)
[5]冰鮮鱸魚腐敗菌AHLs的檢測與貨架期預測研究[J]. 劉寧,梁君妮,郝志軍,耿金培,劉鵬. 食品研究與開發(fā). 2013(23)
[6]氣相色譜-質譜法檢測細菌中N-;呓z氨酸內酯類信號分子[J]. 郭秀春,鄭立,張魁英,徐魯燕,王小如. 分析測試學報. 2012(03)
[7]群體感應信號分子及其抑制劑快速檢測方法的建立[J]. 儲衛(wèi)華,劉永旺,朱衛(wèi). 生物技術通報. 2011(03)
[8]HPLC-MS法檢測N-酰基-高絲氨酸內酯類信號分子[J]. 綦國紅,董明盛,吳勝明,陳曉紅,姜梅. 分析測試學報. 2007(03)
[9]AHL 感應菌株生物檢測銅綠假單胞菌變異株[J]. 詹克航,岳克筱,孫明,陳守文,喻子牛. 中華醫(yī)學雜志. 2006(37)
本文編號:3522805
【文章來源】:江南大學江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:67 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
V.fischeri菌的群體感應系統調控機制示意圖[4]
第一章緒論5圖1-2細菌生物傳感器的原理示意圖[40]Fig.1-2Schematicdiagramofbacterialbiosensor1.3.2薄層層析法薄層層析法,是早期一種可替代高效液相色譜法的廉價、快速的方法,用于初步鑒定信號分子AHLs。1997年,Shaw等人[47]證明了在60%甲醇水溶液中(v/v)中使用薄層層析法可有效地分離不同鏈長的AHLs。基于此,McClean等人[39]利用紫色桿菌突變體CV026生物測定菌株,在薄層色譜板上檢出了液化鏈球菌和小腸結腸炎耶爾森菌培養(yǎng)基上清液中的AHLs,發(fā)現該菌株可被一系列的AHLs及其類似物誘導,且對不同側鏈長度的化合物靈敏度不同,證明了紫色桿菌突變體CV026在對菌株上清液中經提娶薄層色譜分離得到的AHLs混合物的檢測具有多功能性。Ravn等人[20]又結合多種AHLs的檢測體系,對食品中分離得到的148株腸桿菌科細菌的AHL分布及其產生的動力學進行了研究。采用薄層層析法對篩選的20株菌的AHLs進行了分析,確定了產生的AHLs類型以及AHLs濃度隨時間的延長不斷增加,證明了從食物中分離的腸桿菌科中,多種AHLs產生的現象普遍存在,進而評估了AHLs的調控作用在食品腐敗過程中的重要性。該方法與其他色譜類的方法一樣,通過目標物對流動相和固定相的親和力不同,一般使用C18反相層析板將AHLs混合物進行分離,隨后,利用生物報告菌法、硫酸法、聯合色譜法等進行檢測結果分析。其中,與生物報告菌法結合應用最廣泛,將接種了信號分子AHLs敏感菌株的瓊脂培養(yǎng)基涂覆到層析板表面,培養(yǎng)后通過觀察顏色等表型進行定性檢測,通過色素產生量或者酶活性的分析進行定量檢測。該法的優(yōu)勢在于可對AHLs信號分子混合物進行分離檢測,但由于結果分析依賴于生物報告菌法,因而其相應的劣勢也同時存在。對信號分子的檢測大部分只能定性且重復性較差,檢測過
ヌ逵肽0宸腫又?浞⑸?ゲ剮緯煽占澠挪跡?誚渙?戀淖饔孟?進一步聚合后,除去模板分子,形成能夠特異地重新結合目標分子的聚合物材料[60]。MIPs的成功制備必須具備模板分子、功能單體、交聯劑以及引發(fā)劑4種元素,合成路線通常包括三個步驟:1)在模板分子與單體之間預聚合形成絡合物;2)在交聯劑作用下,通過自由基引發(fā)進行聚合;3)成功脫除模板分子制得MIPs,其制備流程示意圖如圖1-3所示[61]。一旦模板分子被脫除,便可獲得一個三維網絡結構的材料,該材料呈現出與模板分子互補的空穴以及官能團結合位點[62]。圖1-3MIPs非共價印跡法制備工藝原理圖[61]Fig.1-3Schematicdiagramofthemolecularimprintingprocessbynon-covalentimprintingmethod分子印跡技術可劃分為共價印跡法、非共價印跡法以及半共價印跡法三種類型,其劃分依據是模板分子與功能單體之間的鍵合方式不同[63]。共價印跡法是功能單體和模板分子之間聚合形成可逆共價鍵,該法制備的印跡聚合物的特點在于功能單體與模板分子之間的相互作用強,結合位點分布均勻,印跡效率高,但功能單體選擇有限,模板的洗脫過程困難。更重要的是,由于共價鍵相互作用強烈以及結合和解離的過程遲緩,該過程難以達到熱力學平衡。非共價印跡法是三種方法中最常用的方法,由于非共價鍵(離子相互作用、氫鍵,范德華力和螯合作用)是功能單體與模板分子之間最主要的結合方式。該法的制備過程簡單、條件溫和、應用范圍廣。與共價印跡法相比,需要大量的功能單體來促進模板-單體絡合物的形成,不可避免地產生了更高密度的非選擇性結合位點。在共價鍵合模板被移除后,也可以實現非共價再結合,這種方法被稱為半共價印跡法。半共價印跡法結合前兩者的優(yōu)點,制備過程中以共價鍵相互作用使得結合位點
【參考文獻】:
期刊論文
[1]食源性致病菌群體感應信號分子的檢測[J]. 何偉佳,岳思遠,王翔,孫天妹,董慶利. 生物工程學報. 2019(09)
[2]Determination of quorum-sensing signal substances in water and solid phases of activated sludge systems using liquid chromatography–mass spectrometry[J]. Yuepeng Sun,Kai He,Qidong Yin,Shinya Echigo,Guangxue Wu,Yuntao Guan. Journal of Environmental Sciences. 2018(07)
[3]食品腐敗中細菌群體感應現象的研究進展[J]. 李學鵬,陳桂芳,儀淑敏,朱軍莉,李婷婷,李春,勵建榮. 食品與發(fā)酵工業(yè). 2015(08)
[4]LC-MS/MS檢測水產品源致病菌和腐敗菌群體感應AHLs信號分子[J]. 黃旭鎮(zhèn),朱軍莉,趙二科,梁新樂. 水產學報. 2014(07)
[5]冰鮮鱸魚腐敗菌AHLs的檢測與貨架期預測研究[J]. 劉寧,梁君妮,郝志軍,耿金培,劉鵬. 食品研究與開發(fā). 2013(23)
[6]氣相色譜-質譜法檢測細菌中N-;呓z氨酸內酯類信號分子[J]. 郭秀春,鄭立,張魁英,徐魯燕,王小如. 分析測試學報. 2012(03)
[7]群體感應信號分子及其抑制劑快速檢測方法的建立[J]. 儲衛(wèi)華,劉永旺,朱衛(wèi). 生物技術通報. 2011(03)
[8]HPLC-MS法檢測N-酰基-高絲氨酸內酯類信號分子[J]. 綦國紅,董明盛,吳勝明,陳曉紅,姜梅. 分析測試學報. 2007(03)
[9]AHL 感應菌株生物檢測銅綠假單胞菌變異株[J]. 詹克航,岳克筱,孫明,陳守文,喻子牛. 中華醫(yī)學雜志. 2006(37)
本文編號:3522805
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