S1核酸酶介导的功能核酸生物传感器研究进展

S1核酸酶是一种高度单链特异的核酸内切酶,在最适的酶催化反应条件下,降解单链DNA或RNA,产生带5'-磷酸的单核苷酸或寡核苷酸。对双链DNA、双链RNA和DNA-RNA杂交体相对不敏感。目前,基于S1核酸酶内切酶的活性,搭载不同的信号输出及扩增方式,已经构建了一系列的生物传感器,实现了对金属离子、单链核苷酸、氨基酸等物质的检测,还能应用于核酸反应体系的纯化,多元化基因文库的构建等方面。首先从结构、性质方面介绍了S1核酸酶,并对近年来基于S1核酸酶介导的、具有代表性的生物传感器的组建及应用情况进行了综述;然后主要根据所检测的靶物质不同,对S1核酸酶介导的各种传感器进行了分类介绍;最后分析了目前S1核酸酶的研究现状,并且对未来S1核酸酶介导的生物传感器的发展方向进行了展望。     

铽(Ⅲ)离子及其复合物:从发光特性到传感应用

稀土元素也称镧系元素,因其独特的发光性质和配位性质,其发光复合物被广泛研究于生物技术领域。其中稀土铽(Ⅲ)离子复合物因具有优异的光谱特性,关于其研究呈现出快速的发展趋势。主要从其发光特性的角度出发,探讨了其发光机理,并对铽(Ⅲ)离子与不同有机化合物结合形成的发光铽配合物以及铽(Ⅲ)离子及其配合物与不同纳米材料形成的复合物进行了分类综述。此外,还详细地阐述了铽离子及其复合物在荧光探针、生物传感器、药物递送、细胞成像、癌症治疗等相关领域的应用。最后,对其今后发展趋势和潜在的研究价值进行了展望。     

匙吻鲟仔稚鱼消化酶发育的研究

对出膜后0—53d匙吻鲟的酸性蛋白酶、碱性蛋白酶、α-淀粉酶、脂肪酶以及磷酸酶的活性变化进行了测定。匙吻鲟出膜后饲养于室内水泥培育池中,从第3天开始投喂枝角类,之后于第40天将试验鱼转移至池塘。试验材料为受精卵及出膜后第3、第6、第12、第20、第30、第40、第44、第47、第53天仔稚鱼样品。研究发现主要消化酶在出膜时或卵黄期即可检测出活力。碱性蛋白酶和酸性蛋白酶分别在出膜后3d(3DAH)和刚出膜时(0DAH)检测出活力。碱性蛋白酶活力在44DAH达到最大值[(1.96±0.09)U/fish],47DAH出现下降,但在53DAH开始上升,比活力在53DAH达到最大值[(8.84±0.59)U/mg protein]。酸性蛋白酶在44DAH达到最大值[(0.52±0.05)U/fish],比活力在6DAH出现第一个峰值[(2.08±0.09)U/mg protein],并在30DAH出现最小值[(0.83±0.06)U/mg protein]。试验期间碱性蛋白酶活力高于酸性蛋白酶。在12DAH—40DAH期间α-淀粉酶活力相对稳定,并在47DAH达到最大值[(0.42±0.03)U/fish],比活力在12DAH出现一个峰值[(1.18±0.12)U/mg protein],并于47DAH出现最大值[(1.94±0.16)U/mg protein]。发育早期脂肪酶活力较高,活力和比活力分别在30DAH[(0.20±0.02)U/fish]和6DAH[(2.28±0.22)U/mg protein]出现最大值。碱性磷酸酶活力变化趋势与比活力变化趋势相似,但是最大值分别出现在44DAH[(0.08±0.00)U/fish]和30DAH[(1.96±0.15)U/mg protein]。酸性磷酸酶活力在3DAH出现一个峰值[(0.01±0.00)U/fish],之后显著升高,并在44DAH达到最大值[(0.05±0.00)U/fish],其比活分别在30DAH[(1.19±0.10)U/mg protein]和44DAH[(1.10±0.08)U/mg protein]出现两个峰值。结果表明,蛋白酶、α-淀粉酶和磷酸酶随个体发育活力增加,碱性蛋白酶在个体发育早期对蛋白质的消化具有重要作用。养殖环境发生改变时,酸性蛋白酶、α-淀粉酶、碱性磷酸酶和酸性磷酸酶活力在生长减慢时增加,生长加快时降低,而脂肪酶活力则维持稳定。     

水飞蓟素抑制草鱼肝细胞脂质蓄积的作用及其机制研究

为探究水飞蓟素(Silymarin)对草鱼肝细胞脂质蓄积的作用及其机理, 体外培养草鱼肝细胞, 在用400 μmol/L油酸对其进行蓄脂诱导的同时, 采用不同质量浓度的水飞蓟素处理24h, 检测了肝细胞活力、脂质蓄积状况、抗氧化指标和脂质代谢相关基因表达状况。结果显示, 水飞蓟素质量浓度在75—125 μg/mL对草鱼肝细胞活力无影响(P>0.05); 与单独采用油酸进行蓄脂诱导的油酸组比较, 水飞蓟素和油酸共同处理的水飞蓟素组中, 随着水飞蓟素质量浓度的增加, 肝细胞内的脂质含量逐渐降低, 且水飞蓟素质量浓度在100—150 μg/mL时的肝细胞脂质蓄积水平显著降低(P<0.05); 与油酸组相比, 100 μg/mL水飞蓟素处理组的脂质含量以时间依赖性的模式显著降低(P<0.05), 还原型谷胱甘肽含量显著升高(P<0.05), 脂肪酸合成酶和硬脂酰辅酶A去饱和酶1的mRNA表达量显著下调(P<0.05)。研究表明, 水飞蓟素能够抑制草鱼肝细胞脂质蓄积, 其作用可能与其抑制脂质合成基因的表达有关; 同时, 水飞蓟素可能通过提高肝细胞的抗氧化能力发挥保护肝细胞的作用。     

末端脱氧核酸转移酶介导的功能核酸生物传感器研究进展

末端脱氧核酸转移酶(TdT酶)是一种DNA聚合酶,可以催化脱氧核苷酸结合到DNA分子的3'羟基端,并且该反应无需特定的模板。目前,基于末端脱氧核酸转移酶可对模板核酸链的末端进行延伸这一特性,搭载不同的信号输出及扩增方式,构建了一系列的生物传感技术,如电化学生物传感器、荧光生物传感器、表面离子共振生物传感器等。对各类传感器的基本设计原理和应用进行了阐述。根据TdT酶的性质设计的一系列生物传感器具有简单、快速、廉价、灵敏度高、特异性好等优点,实现了对金属离子、病原体、蛋白质等的检测。最后对TdT酶介导的生物传感器目前的研究现状进行了总结并且对TdT酶未来的发展方向进行了展望。     

荧光铜纳米簇介导的生物传感器的研究进展

荧光铜纳米簇(Fluorescent copper nanoclusters,CuNCs)是以脱氧核糖核酸链(Deoxyribonucleic acid,DNA)为模板,以二价铜离子(Cu2+)、抗坏血酸等为反应物生成的铜晶体,纳米级大小,其具有荧光性,可以作为生物传感器输出信号的一种方式。荧光铜纳米簇的生成快速、简便、安全,因此近年来涌现出很多关于荧光铜纳米簇原理和应用方面的研究。从支持传感器工作的介导物质以及信号输出方式两方面对荧光铜纳米簇进行分类,详细阐述了每一类别传感器工作的原理,并对比同类型传感器的优缺点,最后对荧光铜纳米簇介导的生物传感器目前存在的不足及今后的发展趋势进行了展望。以便读者对荧光铜纳米簇生物传感器发展历程和方向,对荧光铜纳米簇生物传感器的实用性和多形性有所了解,在未来的研究发展中得到启示,使荧光铜纳米簇成为一种更加实用和便捷的生物传感工具。     

好氧反硝化细菌的鉴定及其脱氮特性研究

2018年3月,在广东省中山市的草鱼(Ctenopharyngodon idellus)养殖池塘水体中分离筛选出一株高效好氧反硝化细菌,结合菌株的形态观察、生理生化特性和16S rDNA基因序列分析鉴定为Pseudomonas furukawaii,命名为ZS1。并进一步研究了该菌株的脱氮特性,同时采用单因素实验方法探究了不同碳源种类、温度、pH、C/N和摇床转速对菌株ZS1脱氮效率的影响。结果表明, ZS1菌株在好氧条件下具有高效的脱氮效-N)的含量从48.93降低到1.27 mg/L,去除率为97.40%,去除速率达0.993mg/(L·h);总氮(TN)的含量从52.04降低到8.40 mg/L,去除率为83.86%,去除速率达0.909 mg/(L·h),且无亚硝酸-N为唯一氮源,菌株ZS1发挥最佳好氧反硝化性能的碳源为乙酸钠、柠檬酸钠和葡萄糖、温度为25—35℃、pH为7.0—10.0、C/N为15—25、转速为100—200 r/min。上述结果显示,菌株P.furukawaii ZS1具有良好的好氧反硝化性能,将为池塘养殖尾水处理应用生物脱氮技术提供理论依据及成为初步的候选菌株。