基于酶电极的乳酸检测生物传感器

乳酸(C₃H₆O₃),又名2-羟基丙酸、丙醇酸,属于羟基酸的一种。乳酸在食品工业、临床医学、生物技术等行业具有极其重要的意义,因此如何高通量检测不同样品中的乳酸成为目前业界研究的重点。传统乳酸检测方法操作繁琐、费时费力或需要昂贵的检测设备,乳酸生物传感器可以克服这些限制,不需要样品制备,能够快速、简便、可靠地定量测定食品或血浆中的乳酸,具有广阔的应用前景。乳酸酶电极生物传感器主要有两种类型——基于L-乳酸氧化酶(L-LOD)和L-乳酸脱氢酶(L-LDH)的乳酸生物传感器。本文综述了L-LOD和L-LDH结构特征、来源及催化机理,讨论了改善基于酶电极的乳酸传感器性能的3种策略(电极材料改造策略、酶固定化策略、酶分子工程改造策略),还根据用于制造乳酸生物传感器的不同载体包括膜、透明凝胶基质、水凝胶载体、纳米颗粒等对乳酸生物传感器进行了归类分析,最后本文将目前商品化应用的酶电极乳酸生物传感器特点进行了对比总结讨论,阐述了乳酸生物传感器的未来应用方向,并对未来发展前景进行了展望。     

乳酸乳酸球菌基因表达调控研究进展

乳酸乳酸球菌基因表达调控研究进展还连栋（中国科学院微生物研究所,北京１０００８０）乳酸球菌属（Ｌａｃｔｏｃｏｃｃｕｓ）包括５个种,其中乳酸乳酸球菌（Ｌａｃｔｏｃｏｃｃｕｓｌａｃｔｉｓ）是最典型的一个种。乳酸乳酸球菌以前被称之为乳酸菌或Ｎ群链球菌（Ｓｔ...     

丙酮酸对细菌L-乳酸发酵的促进作用

研究了丙酮酸在不同浓度和添加时间对LactobacilluscaseiL 乳酸发酵过程中葡萄糖转化率和L 乳酸产量的影响。结果表明 ,当丙酮酸的添加量为 30g·L- 1 时 ,L 乳酸的产量达到 74g·L- 1 。在 72h的发酵周期内 ,丙酮酸在 2 4h和 42h添加的效果好于其他时间添加。     

电渗析发酵法生产乳酸的研究

在乳酸发酵过程中,所生成的乳酸对进一步发酵有抑制作用。采用电渗析法从发酵液中及时地分离出产物乳酸,使乳酸的生产量提高到86.4g/L,是不控制pH值发酵时的4倍多。结果表明:电渗析法能有效地消除产物乳酸的抑制作用,提高了乳酸生产率,且简化了提取工艺。     

乳酸链球菌肽发酵动力学的研究

提出了在恒定不同pH的发酵条件下,乳酸链球菌SM526的菌体生长、底物消耗、乳酸及Nisin产生的动力学模型。菌体生长、乳酸及Nisin产生用逻辑方程描述,而底物消耗是菌体生长和乳酸产生速率的函数。模型表明,乳酸链球菌SM526菌体生长和乳酸产生的最佳pH为7．0,而Nisin产生的最佳pH却为6．5。     

乳酸的工业化生产、应用和市场

乳酸是一种极具发展潜力的精细化学品。目前全世界的产量为10万吨。我国占世界产量的10％。由于聚乳酸产品的研究和开发,乳酸将有可能代替目前扰世界各国的白色热塑污染产品,成为名副其实的“绿色”环保制品。乳酸可通过生物发酵法和化学合成法生产制造。采用生物发酵法制得的L－乳酸是目前乳酸生产的重点,但要同热塑产品在价格上形成竞争,乳酸发酵生产的成本必须大幅度下降,生产规模要扩大,本文拟就乳酸的规模化生产和经济效益状况做一评估和分析。     

血乳酸水平动态监测在危重症患者的应用的临床价值分析

目的:探讨动态监测动脉乳酸水平对危重患者的应用的临床价值分析。方法:对2010年2月~2011年6月间收治的危重病患者的血乳酸水平进行动态监测,通过比较死亡组患者和存活组患者乳酸水平及其它临床指标,比较不同乳酸水平组患者的临床资料来分析乳酸在危重症患者的应用价值。结果:死亡组和存活组患者在性别、年龄差异无明显的统计学意义(P>0.05);病死组乳酸水平、APACHEⅡ评分、住ICU时间(天)、机械通气时间明显高于生存组,差异有显著的统计学意义(P<0.01);严重乳酸酸中毒组患者在APACHEⅡ评分、休克发生率、MODS发生率、死亡发生率均明显高于乳酸酸中毒组和高乳酸血症组,差异有明显的统计学意义(P<0.05),乳酸酸中毒组休克发生率、MODS发生率、死亡发生率均明显高于高乳酸血症组,差异有明显的统计学意义(P<0.05)。结论:动态监测动脉乳酸水平是判断危重患者预后的一个良好指标,动脉乳酸越高,预后差。     

乳酸链球菌肽发酵动力学的研究*

提出了在恒定不同pH的发酵条件下,乳酸链球菌SM526的菌体生长、底物消耗、乳酸及N isin产生的动力学模型。菌体生长、乳酸及N isin产生用逻辑方程描述,而底物消耗是菌体生长和乳酸产生速率的函数。模型表明,乳酸链球菌SM526菌体生长和乳酸产生的最佳pH为7.0,而N isin产生的最佳pH却为6.5。     

L-乳酸调控乳酸产生菌产物光学纯度的分析

发酵初期在米根霉菌发酵培养基中添加L-乳酸可以调控发酵产物乳酸的光学纯度。随着L-乳酸添加量的增加,所产L-乳酸的光学纯度随之增加,当L-乳酸的添加量≥1.5g/L时,D-乳酸不再产生。同时,L-乳酸的产量、生物量、糖转化率也随之降低。该调控方法对乳酸菌调控产L-乳酸光学纯度影响不大,对大肠杆菌发酵调控产D-乳酸光学纯度没有效果。     

D-乳酸产生菌的研究进展

D-乳酸作为一种重要的工业有机酸,是许多手性物质的中间体,特别是高光学纯度D-乳酸因其可以提高聚乳酸材料的性能而广泛应用。微生物发酵法是目前D-乳酸的主要生产方法,而菌种在发酵生产中占有非常重要的地位,是决定整个生产过程的关键。就近几十年来产D-乳酸常用菌株、菌种进化、研究方法、存在问题及前景做一综述。     

糙皮侧耳乳酸脱氢酶鉴定及其菌丝高温胁迫下表达特征分析

乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase,LDH）可催化丙酮酸与乳酸（lactic acid,LA）之间的可逆转化，为探索乳酸脱氢酶基因在糙皮侧耳（Pleurotus ostreatus）菌丝体高温胁迫响应中的作用，在糙皮侧耳（P. ostreatus）菌株CCMSSC00389基因组中鉴定获得了8个乳酸脱氢酶编码基因。生物信息学分析结果显示，3个基因编码D型乳酸脱氢酶，5个基因编码L型乳酸脱氢酶。氨基酸序列比对、系统发育、三维结构和亚细胞定位分析显示，3个D型乳酸脱氢酶的同源性较高，可能属于细胞色素C依赖的D型乳酸脱氢酶，D-LDH2和D-LDH3位于线粒体中；5个L型乳酸脱氢酶的氨基酸序列同源性较低，并按电子受体和亚细胞定位的不同分为3个类型。通过检测36℃、40℃高温胁迫下乳酸脱氢酶基因的表达量变化，明确D-ldh3、L-ldh5和L-ldh7表达特征相同，L-ldh6和L-ldh8的表达特征相同，D-ldh1、D-ldh2和L-ldh4则表现出不同的基因表达趋势，表明乳酸脱氢酶基因对不同高温胁迫温度的响应方式存在差异。高温胁迫条件下，乳酸脱氢酶总酶活性降低，胞内乳...     

芽孢杆菌P38中乳酸脱氢酶对其产L-乳酸光学纯度的影响

【目的】研究芽孢杆菌(Bacillus sp.) P38中乳酸脱氢酶对其产高光学纯L-乳酸(光学纯度>99%)的影响。【方法】全基因组测序显示在该菌中存在3个乳酸代谢关键酶,分别为L-乳酸脱氢酶(L-LDH)、D-乳酸脱氢酶(D-LDH)和苹果酸或L-乳酸脱氢酶(M/L-LDH)。通过将这3个酶进行异源表达、纯化与酶学特性分析,结合Native-PAGE、实时荧光定量PCR等方法,初步确定该菌高产光学纯L-乳酸的机理。【结果】Bacillus sp. P38中L-LDH对丙酮酸的催化活性(Kcat/Km值)最高,分别是D-LDH的2.9倍和M/L-LDH的4.3倍。其中M/L-LDH主要起L-LDH的功能。Native-PAGE实验中未检测到D-LDH活性。Bacillus sp. P38所有发酵阶段ldhL的转录水平均高于ldhD和ldhM/L。【结论】L-LDH是Bacillus sp. P38产高光学纯L-乳酸的主要关键酶。     

肌酸对游泳大鼠乳酸、糖原含量和乳酸脱氢酶活性的影响

为探讨肌酸对提高大鼠运动能力的作用 ,观察了肌酸对游泳大鼠血清、心肌和骨骼肌乳酸、糖原含量和乳酸脱氢酶 (LDH)活性的影响。实验用雄性wistar大鼠 2 4只 ,随机分为正常组、游泳对照组和游泳补充肌酸组。两个游泳组每天游泳训练 1h,9天后 ,游泳 4h ,测定血清、心肌和骨骼肌乳酸水平 ,测定血清和骨骼肌乳酸脱氢酶活性以及心肌与骨骼肌糖原含量。结果显示 :肌酸可抑制游泳运动后大鼠血清、心肌和骨骼肌乳酸浓度以及血清LDH活性的升高幅度 ,抑制心肌和骨骼肌糖原含量及骨骼肌LDH活力的下降。以上结果表明 ,肌酸可改善运动后机体乳酸和糖原的代谢 ,降低运动性疲劳 ,提高大鼠的运动能力     

丙酮酸的酶法转化及乳酸氧化酶的研究进展*

丙酮酸是一种用途非常广泛的有机酸,酶法转化乳酸生成丙酮酸由于具有条件温和、对环境污染小、成本低、得率高的优点而成为目前最具竞争力和吸引力的丙酮酸生产方法。常规的酶转化法是通过乳酸脱氢酶催化乳酸转化为丙酮酸,但此酶需要MAD^ /NADP^ 作电子受体,NAD^ /NADP^ 价格昂贵,且不易重复使用,使乳酸脱氢酶不能广泛和大规模使用,乳酸氧化酶则克服了这一缺点,它不需要辅助因子即可催化乳酸,从而成为制备丙酮酸的理想的酶。迄今为止,人们已经找到了数种能合成乳酸氧化酶的微生物,并对该酶进行了较深入的分子生物学研究,其研究成果为将这种有价值的酶源推向生产奠定了基础。     

硫酸锌(ZnSO4)对米根霉发酵产乳酸的影响

[目的]为了了解无机盐与米根霉L-乳酸代谢之间的关系,提高米根霉菌株RLC41-6发酵产L-乳酸的产率与质量,研究了ZnSO4浓度与菌株乳酸代谢和细胞内乳酸脱氢酶活性的关系.[方法]在米根霉培养基中加入不同浓度ZnSO4,经过36℃培养36 h后,应用HPLC-反相色谱法测定产物中的L-乳酸含量,并利用活性PAGE分析法测定细胞内乳酸脱氢酶的活性和组成.[结果]实验结果显示,ZnSO4对除LDH1之外的其它几条同工酶都有促进作用,尤其对LDH4,LDH5作用明显,当ZnSO4浓度大于0.02％时,LDH4,LDH5达到最大水平,同时高浓度的锌离子在体外抑制了LDH的活性.当ZnSO4浓度为0.02％时LDH酶活达到最大200 U/mL,HPLC图谱表明,此时发酵产物的只有L-乳酸,且产量达到最大137g/L,乳酸转化率为91％.[结论]Zn+会影响米根霉的乳酸代谢过程,并导致发酵过程中产物类型的变化,合适浓度的ZnSO4在米根霉代谢产乳酸的过程中,提高了乳酸脱氢酶LDH的表达,抑制丙酮酸进入苹果酸和富马酸途径,从而有利于提高葡萄糖到乳酸的代谢.     

解淀粉乳酸细菌在L-乳酸发酵生产中的应用

对解淀粉乳酸细菌及其产生的淀粉酶和发酵工艺等方面的国内外研究现状进行了综述。解淀粉乳酸细菌具有分泌淀粉酶的能力,可免去原料水解处理工序直接发酵淀粉质原料生产乳酸,可以简化生产工艺,并可节约设备投资,进而降低生产成本。解淀粉乳酸细菌主要分离自传统发酵食品,也可从有机废弃物和厨余垃圾中分离得到。介绍了解淀粉乳酸细菌直接利用淀粉质原料的机理,比较了解淀粉乳酸菌发酵生产L-乳酸的工艺。提出通过诱变育种和基因工程育种等方法获得更加高效的解淀粉乳酸细菌,并结合先进的发酵、分离技术来提高乳酸生产效率。     

16S rRNA和recA、groEL基因分类鉴定乳酸乳球菌乳酸亚种和乳脂亚种的比较

【目的】比较16S rRNA和recA、groEL基因部分序列用于乳酸乳球菌乳酸亚种和乳脂亚种分类鉴定的效果。【方法】对已鉴定的8株分离自传统发酵乳的乳酸乳球菌, 选取recA和groEL基因片段, 通过PCR扩增、测序, 将测序得到的序列比对后构建系统发育树, 并与16S rRNA基因序列分析技术进行比较。【结果】比较分析不同菌株16S rRNA和recA、groEL基因的亲缘关系, recA、groEL基因可以准确地完成乳酸乳球菌乳酸亚种和乳脂亚种的区分和鉴定。【结论】recA和groEL基因序列分析可以实现乳酸乳球菌乳酸亚种和乳脂亚种的区分, 因其具有快速、准确、稳定的特点, 可适合于乳酸乳球菌乳酸亚种和乳脂亚种间的快速分类鉴定。     

乳酸氧化酶研究进展

乳酸氧化酶能够氧化乳酸生成丙酮酸,由于反应过程中不需要外源辅酶作为电子受体,而具有较好的应用前景。乳酸氧化酶和许多黄素蛋白酶相比较,具有明显的共性,因此可视为黄素蛋白家族中的一员。乳酸单加氧酶的催化机理和乳酸氧化酶相似,但产物不同,这主要是由于中间产物复合体稳定性的差别。乳酸单加氧酶催化形成的中间复合体EFMNH2pyruvate很稳定,在氧的作用下,生成EFMNpyruvateH2O2中间体,继续反应形成乙酸,CO2和H2O;乳酸氧化酶生成的EFMNH2pyruvate复合体不稳定,丙酮酸很快从复合体上分离下来,还原型中间体EFMNH2被氧氧化,同时形成过氧化氢。     

一株产乳酸的芽孢杆菌的分离及产物鉴定

从捣碎大麦芽的增菌培养液表面的悬浮物中发现很多细菌芽孢。纯化后经形态观察、生理生化特征和乳酸旋光性测定等表明,此菌呈革兰氏染色阳性反应,产芽孢,周身鞭毛,产物为DL-乳酸,系同型乳酸发酵类型。再经乳酸发酵试验,50℃发酵120小时,以葡萄塘为碳源,对葡萄糖的转化率为86.5%。以玉米糖化液为碳源,对糖的转化率为85.2%。     

危重症患者预后的危险因素及相关指标的预后预测价值分析

目的:探讨危重症患者预后的危险因素,并分析相关指标对患者预后的预测价值。方法:对2016年4月至2018年4月上海交通大学附属第六人民医院救治的5585例ICU危重症患者病例进行回顾性分析,收集患者一般资料、初始乳酸水平、24 h乳酸水平、24 h乳酸清除率以及APACHEII评分等,采用多因素logistic回归分析危重症患者预后的影响因素,ROC曲线评估多项指标预测患者预后的价值。结果:共纳入1465例危重症患者,多因素logistic回归分析显示,住ICU平均时间长、APACHEII评分高、初始乳酸水平大于4 mmol/L、24 h乳酸清除率低、术后肾功能异常是危重症患者住院期间死亡的危险因素(P0.05),24 h乳酸清除率、APACHEII评分及初始乳酸水平三者联合评估预测患者住院死亡率的ROC曲线下面积(ROC-AUC)为0.900,高于单独检测。结论:住ICU时间、APACHEII评分、初始乳酸水平、24 h乳酸清除率、术后肾功能是危重症患者住院期间死亡的影响因素,初始乳酸水平、24 h乳酸清除率和APACHEII评分联合使用可以更好地预测危重症患者的短期预后。