砷及其化合物是自然界廣泛分布的持久性有毒污染物,砷暴露威脅人類健康。目前的技術(shù)無法永久性消除砷污染,因此,砷污染的監(jiān)測和檢測則極為重要。砷污染檢測的傳統(tǒng)方法依賴于大型的化學(xué)分析儀器,費(fèi)時(shí)費(fèi)力通量低,且需受過訓(xùn)練的專業(yè)人員在專門的實(shí)驗(yàn)室才能開展。全菌生物傳感器是近年發(fā)展起來的砷檢測新技術(shù),方便、簡單且靈敏。但由于細(xì)菌細(xì)胞壁和細(xì)胞膜屏障以及細(xì)菌個(gè)體代謝反應(yīng)的干擾等問題,導(dǎo)致檢測結(jié)果的穩(wěn)定性較差。為了解決全菌生物傳感器的局限性,本研究利用全菌生物傳感器的核心遺傳編碼組件:砷響應(yīng)操縱子/報(bào)告基因,結(jié)合體外無細(xì)胞蛋白合成技術(shù),構(gòu)建無細(xì)胞砷生物傳感器。主要研究成果如下:1、我們從已有的ArsR突變體庫中篩選對砷響應(yīng)靈敏且適于體外表達(dá)的突變體,野生型ArsR在體外對于砷響應(yīng)不明顯,篩選出的ep3 ArsR突變體在體外檢測對50μg/L濃度的砷有明顯響應(yīng),GPF熒光表達(dá)增強(qiáng)約3.4倍。2、檢測到ep3 ArsR和GFP蛋白在體外均有表達(dá),ArsR調(diào)控基因調(diào)節(jié)報(bào)告基因GFP的表達(dá)。3、研究了無細(xì)胞系統(tǒng)的組分提取和反應(yīng)條件對無細(xì)胞砷生物傳感器的性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)最佳檢測條件是37℃、pH7.2下平衡30... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：118 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１地下水中含砷的全球預(yù)測圖［１７］??

?第１章緒論???Ａｒｓｅｎｉｃ??＾?ｙ、一??ＲＡＦ?ＭＫＫ?３／６?ＭＫＫ１－５??士?士?ｉ??ＭＥＫ１／２?ｐ３８ｋｉｎ＜，Ｓｅ?ＭＫ｜４／７??ｉ?＼?１??Ｅ＿?＼?／??Ｊｕｎ?Ｆｏｓ??Ｖ??Ｏ??ＴＵＭＯＵＲＩＧＥＮＥＳＩＳ?ＡＰＯＰＴＯＳＩＳ??ＤＩＦＦＥＲＥＮＴＩＡＴＩＯＮ?ＴＵＭＯＵＲ?ＳＵＰＰＲＥＳＳＩＯＮ??ＩＮＦＬＡＭＭＡＴＩＯＮ??圖１．７砷介導(dǎo)的細(xì)胞信號通路（ＥＧＦＲ，表皮生長因子受體；ＧＰｘ，谷胱甘肽??過氧化物酶；ＴＲＸ，硫氧還蛋白；ＪＮＫ，?ｃ－Ｊｕｎ氨基末端激酶，ＭＫＫ，絲裂原活化??蛋白激酶）［５５］??Ｆｉｇｕｒｅ?１．７?Ａｒｓｅｎｉｃ－ｍｅｄｉａｔｅｄ?ｃｅｌｌ?ｓｉｇｎａｌｉｎｇ?（ＥＧＦＲ，?ｅｐｉｄｅｒｍａｌ?ｇｒｏｗｔｈ?ｆａｃｔｏｒ??ｒｅｃｅｐｔｏｒ；?ＧＰｘ，?ｇｌｕｔａｔｈｉｏｎｅ?ｐｅｒｏｘｉｄａｓｅ；?ＴＲＸ，?ｔｈｉｏｒｅｄｏｘｉｎ；?ＪＮＫ，?ｃ－Ｊｕｎ?Ｎ－ｔｅｒｍｉｎａｌ??ｋｉｎａｓｅｓ，?ＭＫＫ，?Ｍｉｔｏｇｅｎ－ａｃｔｉｖａｔｅｄ?ｐｒｏｔｅｉｎ?ｋｉｎａｓｅ?ｋｉｎａｓｅｓ）??１．３砷檢測的技術(shù)及其原理??１．３．１物理化學(xué)檢測方法??隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，利用物理化學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展砷的不同檢測手段，主要??檢測方法如下：??原子焚光光譜法（Ａｔｏｍｉｃ?Ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅ?Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ），簡稱ＡＦＳ，用硝酸和??過氧化氫對于食物或水樣中的砷進(jìn)行微波消解，再利用硼氫化鉀將砷還原成砷化??氫，砷原子受陰極燈輻射激發(fā)從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，最終再回到基態(tài)，不同能級??振動時(shí)會產(chǎn)生熒光。熒

?第１章緒論???生改變，從ＤＮＡ結(jié)合位點(diǎn)上解離，并啟動下游報(bào)告基因的轉(zhuǎn)錄。隨著材料科學(xué)的??不斷發(fā)展和對砷結(jié)合機(jī)制的理解，己經(jīng)開發(fā)出了很多用于砷測定的新型生物傳感??器（如圖１．８）。??Ａｒｓｅｎｉｃ??Ｂｉｏｓｅｎｓｏｒ??ｌ??Ｗｈｏｌｅ－ｃｅｉｉ－ｂａｓｅｄ?Ｃｅｉｉ－ｆｒｅｅ＞ｂａｓｅｄ???ｂｉｏｓｅｎｓｏｒｓ??ｂｉｏｓｅｎｓｏｒｓ??ｒｙ；＂?ｉ?ｉ「．．．．．．．——ｉ?ｒ－．??Ｌｕｃｉｆｅｒａｓｅ?ｌａｃＺ?ｇｆｐ?｜?＾ａ＾ｒｏａｃｈｅｓ１６?ＤＮＡ?Ａｐｔａｍｅｒ?Ｐｒｏｔｅｉｎ??圖１．８基于生物成分的砷生物傳感器分類［７１］??Ｆｉｇｕｒｅ?１．８?Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ?ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ－ｂａｓｅｄ?ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ａｒｓｅｎｉｃ?ｂｉｏｓｅｎｓｏｒ??１．３．２．?２全細(xì)胞砷生物傳感器??全細(xì)胞生物傳感器是一種以微生物全細(xì)胞為敏感元件，可以快速識別待測物??質(zhì)并轉(zhuǎn)化為可識別信號，從而對于各種分析物進(jìn)行定性和定量的監(jiān)測［７６，?７７］。其??主要組分：感應(yīng)元件和報(bào)告元件（圖１．９），第一部分調(diào)節(jié)基因或啟動子能夠?qū)??分析物或其濃度的變化做出響應(yīng)，第二部分能夠?qū)z測到的化學(xué)信號轉(zhuǎn)換成可??檢測的報(bào)告蛋白信號，通過鑒定報(bào)告蛋白的數(shù)量和強(qiáng)度作為生物傳感器的活性。??節(jié)基因／啟動子報(bào)告基因??卜錄?＼??分析物?Ｙ?ＡＡＡＡＡ／?ｍＲＮＡ?Ｉ??＼?１翻譯??＼?〇報(bào)告蛋白／／＾?????＾?Ｖ?＾??圖１．９全細(xì)胞生物傳感器的示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１．９?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｗｈｏｌｅ－ｃｅｌｌ?ｂ

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3567344