封面故事

<正>电离辐射可以引起多种辐射生物学效应,已经被广泛应用于微生物的诱变育种。但是,目前人们关于电离辐射对微生物的作用机理及具体过程还认识有限。近年来,光谱技术已经逐步被用于微生物体细胞结构和组分的研究,其中,傅里叶变换红外光谱因为具有简单、快速、低廉、无损检测等优点,已成为一种强有力的生物分析检测技术,利     

拉曼光谱技术在微生物学中的应用

拉曼光谱具有快速、灵敏、无损、实时监测等显著特点,在微生物学领域得到广泛应用。分别介绍共焦显微拉曼光谱、共振拉曼光谱、表面增强拉曼光谱、拉曼成像、相干反斯托克斯拉曼光谱、激光镊子拉曼光谱和Raman-FISH的原理和特点,并重点总结和分析不同拉曼光谱技术在微生物的结构、化学组成,以及代谢过程等相关研究中的应用优势。合理利用这些技术在基础微生物、发酵微生物和微生物诊断等方面具有潜在的应用价值。     

单细胞拉曼光谱在微生物研究中的应用

拉曼显微光谱是一种能够提供0.5–1.0μm空间分辨率的单个微生物细胞内化学结构信息的研究技术。近几年来,拉曼显微光谱被越来越多地应用于微生物单细胞的研究中,它可以快速无损地检测微生物细胞内的特征化学组分。典型的单个微生物细胞的拉曼光谱包含核酸、蛋白质、碳水化合物、脂质和色素(例如类胡萝卜素)等信息,这些信息能够表征微生物细胞的基因型、表型和生理状态。所以单细胞拉曼显微光谱是一种可用于区分微生物样品的"全生物指纹"技术,它可用于研究单个微生物细胞生命阶段的转变、鉴定微生物单细胞中的色素及其他化合物的含量变化等。本文综述了目前拉曼显微光谱在微生物单细胞研究上的应用,主要包括与稳定同位素标记(stable isotope probing,SIP)、拉曼成像、光谱分类和细胞分选技术结合来探究微生物单细胞对物质吸收后特征峰的变化、推导物质循环过程、进行微生物分类鉴定和探索基因型与表型的关系。拉曼显微光谱作为微生物单细胞研究的手段之一,在代谢过程的研究、活细胞分选和细胞对物质的利用上具有广泛的应用前景。     

拉曼光谱检测微生物的研究方法和进展北大核心

快速准确地识别和鉴定微生物对于环境科、食品质量以及医学诊断等领域研究至关重要。拉曼光谱(Raman spectroscopy)已经被证明是一种能够实现微生物快速诊断的新技术,在提供微生物指纹图谱信息的同时,能够快速、非标记、无创、敏感地在固体和液体环境中实现微生物单细胞水平的检测。本文简单介绍了拉曼光谱的基本概念和原理,重点综述了拉曼光谱微生物检测应用中的样品处理方法及光谱数据处理方法。除此之外,本文概括了拉曼光谱在细菌、病毒和真菌中的应用,其中单独概括了拉曼在细菌快速鉴定和抗生素药敏检测中的应用。最后,本文阐述了拉曼光谱在微生物检测中的挑战和展望。     

细菌光谱检测方法与分子机制的研究进展

细菌是人类最常见的致病源之一,不仅严重危害人类健康和公共卫生安全,还带来了巨额的医疗支出。快速而准确的细菌检测对细菌感染的治疗具有重要的意义。光谱检测方法不但可以快速实时地获得细菌的分类、含量以及功能状态等信息,而且具有操作简单、非侵入性的优势,在细菌检测领域具有巨大的潜力。本文介绍了拉曼光谱、太赫兹光谱、可见光和近红外光光谱、荧光光谱在细菌检测方面的研究与应用,并对可见光和近红外光光谱的分子机制——光靶点,包括含有视网膜发色团的细菌视紫红质(CBCRs)、带有四吡咯发色团的拟菌植物色素、带有对香豆酸发色团的光活性黄蛋白(PYP)、带有黄素单核苷酸(FMN)的光氧压力(LOV)结构域、带有黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)发色团的隐色剂和含有FAD的蓝光感应域等进行了阐述。最后,针对现有细菌光谱检测技术的优缺点提出了细菌检测技术的优化策略,希望对细菌的光谱检测研究提供帮助。     

表面增强拉曼光谱技术在微生物鉴定中的应用进展

拉曼光谱自20世纪20年代被发现以来,经过近90年的发展,产生了许多分支。其中表面增强拉曼光谱是利用被测物质与粗糙金属表面的相互作用来提高拉曼光谱的信噪比,从而得到敏感度和精确度更高的图谱,可以将样品在不经过预处理的情况下对其进行快速检测。本文综述了表面增强拉曼光谱技术的原理、分类及鉴定特点,总结了该技术在食品、化学、医药、工业、病原等微生物学科的临床应用,进一步阐述了研究该技术的必要性和应用前景,旨在为从事该领域的科研人员提供参考依据。     

利用表面增强拉曼光谱技术分析温度及pH值对H1N1亚型流感病毒增殖的影响

表面增强拉曼光谱(SERS)是一种基于纳米颗粒的拉曼光谱,可以高灵敏度地检测流感病毒等重要病原微生物,鉴定不同毒株间的差异。为了建立一种快速检测流感病毒SERS的方法,本实验利用SERS技术对流感病毒H1N1亚型不同毒株在不同温度和pH值的条件下进行了病毒毒价强弱的检测,将流感病毒样品与金纳米颗粒混合静置后用拉曼共聚焦显微镜进行激光扫描。结果显示在pH为7.2、温度为37℃的条件下3个H1N1亚型的毒株SERS检测结果显示均出现至少1个大于(或等于)3 000的峰值,该状态下病毒毒价最强,最适合病毒生长。另外,细胞生物学方法与SERS技术结果一致,检测中均表现出较好的稳定性和准确性。     

拉曼光谱在生物学领域的应用

随着人们对拉曼光谱技术研究的深入,拉曼光谱在生物学领域中得到越来越多的应用.综述了国内外拉曼光谱在生物学领域的应用进展,同时对其应用前景做出了展望.     

光谱技术在甘蓝型油菜品质检测中的研究进展

在双低品质的基础上提高油酸含量是目前油菜脂肪酸改良的热点。传统品质检测和育种后代材料筛选均存在周期长、操作难、工作量大、专业性强等显著弊端。本文综述了油菜品质性状特点以及光谱技术应用的国内外研究进展,表明利用光谱技术可以对油菜生育时期的营养器官进行油酸和其他脂肪酸含量的检测,为高油酸油菜品质评价提供了快速的数据支撑,进而为筛选育种材料、缩短品种选育周期、提高检测效率、降低检测成本、简化操作流程等目标构建新的技术途径,具有重要的现实意义和指导作用。     

近红外光谱技术在水果成熟期预测中的应用(综述)

近红外光谱技术以快速、准确和多组分同步分析等优势,近年来在水果果实发育、成熟期预测和品质检测等方面应用广泛,并在果实品质无损检测分析技术研究方面取得重要进展。本文综述近红外光谱技术的基本原理和特点,分析近红外光谱技术在果实成熟期预测中的研究现状和存在问题,并提出今后研究方向。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism