一种利用Profile-1生物发光仪快速测定土壤中微生物量的改良方法

开发了一种利用Profile-1生物发光仪测定土壤中微生物量的改良方法,并以此方法分别测定了标准大肠杆菌茵液以及3种不同类型的土壤(九段沙湿地土壤,崇明东滩大田土壤和崇明实验地改良土壤)的微生物量,并将结果与Profile-1生物发光仪自带的标准分析方法以及传统的菌落计数法进行比较。结果显示,改良的ATP提取方法(BAB改良分析法)和Profile-1生物发光仪自带的标准分析方法都可用于液体样品中微生物量的测定,其灵敏度和准确度无显著差异(P0.05)。但在测定土壤样品时,菌落计数法测定结果大约占BAB改良分析法测定结果的1%～5%,占Profile-1生物发光仪自带的标准分析方法的测定结果的22%～99%。这表明在分析土壤样品时,BAB改良分析法较Profile-1生物发光仪自带的标准分析方法的ATP提取效率更高,可显著提高仪器检测土壤样品的灵敏度和可靠性,因此可有效应用于各类土壤的微生物量的监测,为土壤环境监控提供微生物量的可靠数据。     

利用ATP扩增反应与生物发光法结合检测微量微生物

摘要:【目的】腺苷酸激酶（adenylate kinase, ADK）和多聚磷酸盐激酶（polyphosphate kinase, PPK）偶联催化的ATP扩增反应结合生物发光检测法能够对微量微生物进行检测。但是PPK当中结合的内源性的ADP会产生背景干扰,影响测定。本文旨在融合表达ADK和PPK,并建立一种方便有效的内源性ADP的去除方法,降低背景,使之与传统生物发光法结合,实现高灵敏生物发光法检测微量ATP及微生物。【方法】PCR扩增得到PPK、ADK基因,插入表达载体pET28a (+)中构建重组表达质粒pET28a (+)-PPKADK,表达PPK-ADK融合蛋白。利用表面包裹聚胺醇（Polyurethane）的磁珠（magnetic beads）,通过化学反应将腺苷酸双磷酸酶（apyrase）固定于磁珠表面,制备固相腺苷酸双磷酸酶（Beads-apyrase）,用于除去与融合蛋白结合的内源性ADP,降低ATP扩增反应的背景,从而使之与生物发光反应相结合,测定微量外源ATP及细菌菌落数。【结果】表达的融合蛋白具有PPK和ADK的活性,利用Beads-apyrase可以方便而有效的去除内源性ADP,显著地降低反应背景,从而实现了利用ATP扩增反应与传统生物发光反应结合,测定了小于1 fmol的外源微量ATP,使生物发光法检测ATP及微生物的灵敏度提高至少100倍。【结论】利用Beads-apyrase能够方便、有效地降低PPK-ADK中的ADP背景,从而使PPK-ADK催化的ATP扩增反应能够与传统生物发光法相结合,极大地提高了生物发光法的灵敏度。     

间充质干细胞双标记光学成像的体内试验研究

目的:验证双标记生物发光成像活体观测MSCs在肝癌裸鼠模型向肿瘤病灶的趋化作用的可行性。方法:应用fluorescence(荧光)与bioluminescence(生物发光)两种成像方法,对MSCs进行CM-Di I荧光标记及对人肝癌细胞Hep G2进行Fluc-慢病毒感染并由此建立裸鼠肝癌模型,构建双标记成像系统,应用精诺真小动物光学成像仪在裸鼠肝癌模型中观测间充质干细胞向肿瘤的趋化作用。结果:在鼠尾静脉注射标记MSCs细胞后21天荧光成像可见MSCs主要积聚于肿瘤病灶处及肝脏。生物发光成像后可监测到病灶处由luciferase标记肿瘤细胞(Hep G2)发出荧光;将荧光成像与生物发光成像所得图像经后处理融合后,可见证间充质干细胞像肿瘤病灶定向迁徙的生物过程。经肿瘤病理切片证实间充质干细胞成功迁徙至肿瘤病灶中。结论:应用间充质干细胞双标记光学成像系统实现MSCs在活体内对肿瘤的趋化过程进行观测是可行的。这种成像方法可作为下一步以MSCs为载体的肿瘤基因治疗的有效监测手段。     

化学合成的萤火虫荧光素的理化性质

萤火虫荧光素酶(luciferase,简称荧光素酶)发光系统是各类生物发光中研究得最深入,最透彻的一类,也是生物发光分析中应用得最广泛的一种。在国外,有关生物发光分析试剂都已商品化,而国内则很少,只有粗荧光素酶。荧光素是有关生物发光分析中必不可少的有机试剂。为此,我们研制了荧光素,并与国外产品作了比较。     

利用萤光素酶标记的肿瘤细胞建立肝癌原位移植模型及其活体成像

目的：利用生物发光成像技术非侵入性地监测活体裸鼠原位肝癌发展过程。方法：将包含有萤火虫萤光素酶基因的pCI-neo-Luc载体转染人肝癌HepG2细胞系,筛选获得具有高萤光素酶活性的细胞克隆;利用流式细胞仪对萤光素酶表达的稳定性进行初步研究,并分析细胞的生物发光情况;持续表达萤光素酶的肿瘤细胞培养扩增后被植入裸鼠皮下,2周后以形成的异体瘤作为供体瘤,进行肝脏原位移植手术;对建立的肝癌原位移植模型,用影像学资料显示肿瘤部位,用IVIS成像系统动态监测肿瘤生长情况。结果：体外影像的结果显示,表达萤光素酶细胞的数量与发光强度呈正相关;活体成像的结果显示。成功地建立了萤光素酶标记的原位肝癌动物模型。结论：生物发光成像可以监测活体内肝癌演进过程,为抗肿瘤药物的筛选和评价提供了新的手段和工具。     

人血ATP的生物发光测定

生物发光法测定ATP具有微量、简单、快速、灵敏及专一性强等特点,我们用以测定了人血液中的ATP含量,现简略介绍如下。     

基于ATP生物发光法的微生物数量快速检测技术的研究进展

微生物数量的快速检测一直是工业生产与食品行业需要解决的问题,腺嘌呤核苷三磷酸(adenosine triphosphate,ATP)生物发光法具有操作简便、检测周期短等优点,可满足一般微生物检测的需求。然而,ATP生物发光法的准确性也受到不同因素的影响,如微生物的ATP检测限值较高、微生物自身及其他因素(如非微生物ATP、提取剂种类、荧光素酶活性等)均对微生物数量的检测产生影响。本文简述了不同微生物数量检测方法的优缺点,介绍了ATP生物发光法的发展历程及原理,综述了非微生物ATP与游离ATP、微生物量、ATP提取剂、荧光素酶等因素对ATP生物发光法灵敏度与稳定性的影响,归纳总结了ATP生物发光法及检测设备在食品、医疗、污水处理等领域的应用现状,并就ATP生物发光法体系的优化及ATP在线检测的应用等方面进行了展望,以期为ATP生物发光法的高效应用提供新的思路。     

生物发光技术在生命科学中的应用

随着发光（luminescence）技术在多种生物实验中的广泛应用,生物发光（bioluminescence）技术越来越成为首选的生物检测手段。在这篇文章中,我们将详细讨论生物发光技术在生物检测中的应用,以及它与其它发光检测手段相比所显示出的优点。     

人胰腺癌裸鼠异种移植瘤模型的生物发光成像和超声成像比较

目的利用荧光素酶基因标记的人胰腺癌细胞株Capan-2建立胰腺癌裸鼠移植模型,评价生物发光和小动物超声成像在移植瘤模型建立中的作用。方法将表达荧光素酶基因的真核表达载体转入人胰腺癌细胞Capan-2,将1×106人胰腺癌细胞悬液分别接种于裸鼠胰腺和右后肢皮下,使其成瘤。生物发光成像和小动物超声成像系统观察肿瘤的生长情况。结果肿瘤细胞原位移植成功率为75%,皮下移植成功率为100%。生物发光成像系统在肿瘤细胞原位接种第7天,可以观察到肿瘤发光;小动物超声成像系统在肿瘤细胞皮下接种第7天,可以测量肿瘤的大小,但在肿瘤细胞原位接种的第7天不能测量肿瘤的大小。另外肿瘤细胞在裸鼠皮下生长的速度比原位生长速度快3倍左右。结论生物发光成像系统更适用于肿瘤早期监测,为深入研究胰腺癌的发生发展、侵袭转移机制提供理想工具。     

ATP生物发光测定试剂研究进展

萤火虫荧光素酶是ATP生物发光试剂的关键组成部分,可通过萤火虫尾提取纯化或基因工程技术制备,酶的活力和纯度决定了ATP生物发光试剂的性能。迄今许多先进技术在ATP生物发光试剂的制备中均有应用,包括酶基因工程改造技术、ATP循环的酶法放大技术、荧光素酶蛋白的活力及发光稳定技术,特异的细胞ATP提取技术等。ATP生物发光试剂的研究焦点主要集中在提高发光试剂的检测灵敏度和性能、增加产品的适应性等方面。     

在体生物发光成像技术在生物医学中的应用

在体生物发光成像技术采用萤光素酶基因标记细胞及DNA,利用灵敏的光学检测仪器,实时直观地监测活体小动物体内感染性疾病的发生发展、肿瘤的生长及转移及引发的免疫反应、特定基因的表达等诸多生物过程。通过对同一组实验对象在不同时间点进行记录,跟踪同一观察目标(标记细胞、病原微生物或基因)的移动及变化,与传统的动物实验方法相比,在体生物发光成像得到的数据具有更高的可信度。近年来因其灵敏度较高、不涉及放射性物质、所得结果直观等优势,该技术已普遍应用于生物医学、药物开发等研究领域。     

化学除草剂对农田生态系统野生植物多样性的影响

农田生物多样性是全球生物多样性的重要组成部分, 除草剂的大量施用对其产生了严重影响。本文综述了化学除草剂对农田生态系统中野生植物多样性的影响, 并分析归纳了其影响机制。除草剂的施用会使敏感植物减少, 抗药性植物增多, 从而改变农田生态系统中的野生植物物种组成, 并使其趋同化, 降低遗传多样性和物种多样性, 以致植物功能群单一化, 群落稳定性下降。除草剂的主要影响机制是杀死植物或改变其生长代谢、抗性、繁殖等, 改变生境, 并与人为因素、环境因素等产生协同影响。不同种类的除草剂影响程度不同, 且不同物种间、不同群落间的响应也存在差异。我国化学除草剂使用量持续增长, 应加强除草剂对野生植物多样性的影响及其机制研究, 重视除草剂使用历史记录和野生植物的长期监测, 以及除草剂使用规范和相关政策法律研究, 更好地保护我国农田生态系统中的生物多样性。     

东方弧菌的无细胞系统的发光：一种由长链脂肪醛启动的生物发光

采用常规的硫酸铵分级沉淀和DEAE-纤维素柱层析从东方弧菌(Vibrio otientalis)518菌株的细胞裂解液中分离到一种组分,仅需长链脂肪醛就可以启动发光。对其反应的动力学、生物发光光谱、荧光激发光谱．荧光发射光谱和吸收光谱等作了研究。其生物发光的衰减为一级反应,速度常数K=0．1 49秒。生物发光光谱与发光细菌的活体发光光谱一致。荧光光谱和吸收光谱的持征表明,该组分与细菌发光反应的中间产物11相似。用本菌株的COS制备物作对比,表明该组分确与COS的发光反应所需的条件不同。     

自发光学信号成像系统在生物成像中的发展与应用

自发光学信号成像系统是近年来比较新颖的一项用于活体生物的基因或细胞活动的微观检测的光学技术,具有直观、操作简便以及分辨率高的特点。该技术主要分为生物发光成像技术和荧光成像技术,目前主要用于测定活体动物体内的细胞以及分子的活动或变化情况。由于该技术能够对动物体内的微观形态的变化进行精确的捕捉,对于癌症、基因表达、肿瘤以及其他病变均具有较好的监测作用。在本文中,将就自发光学信号成像系统在生物成像中的发展与应用进行详细的阐述。     

ATP生物发光法检测喷气燃料中真菌的污染程度

目的:以ATP生物发光法为基础,建立一套可以快速检测喷气燃料中真菌污染程度的方法。方法:筛选喷气燃料中的枝孢霉菌、曲霉菌及青霉菌这3种主要污染真菌的ATP释放条件,比较3种ATP荧光素-萤光素酶体系的标准荧光曲线,考察ATP生物发光法与传统平板计数法计量主要污染真菌数量的相关性。结果:以表面活性剂苯扎氯铵(BAC)作为裂解液提取ATP效果最佳,最佳作用浓度与作用时间分别为0.15%和30 s,筛选得到的荧光素-萤光素酶反应体系有良好的荧光效率,其检测限可达10~(-15)mol ATP,用ATP生物发光法与传统平板计数法计量主要污染真菌的数量,两者相关系数均在0.96以上,具有良好的相关性。结论:ATP生物发光法可以用于检测喷气燃料中真菌污染程度,且能将检测时间缩短至10 min内,适用于现场快速检测,具有良好的应用前景。     

荧光素研制成功

荧光素酶测定ATP灵敏度高、快速、简便。荧光素是荧光素酶系统测定ATP方法中必需的试剂。过去该试剂全靠进口,价格昂贵,且有时因不能及时供货,影响科研工作进展和此方法的推广应用。中国科学院上海植物生理研究所生物发光课题组的科技人员,于1988年着手这方面的研究,经过一年时间的努力,在国内首次成功地合成了荧光素。该荧光素经吸收光谱、荧光光     

生物发光分析中细菌荧光素酶及其与黄酶在琼脂糖4B上固定条件的研究

一、引言生物发光分析中常用的两个发光系统是荧火虫荧光素酶和发光细菌的荧光素酶。萤火虫酶发光系统已被广泛应用来定量检测各种样品中的ATP,细菌发光系统可用来检测NADH、FMN、乳酸脱氢酶等多种酶和底物。生物发光分析具有特异性强、灵敏度高、速度快等优点。近年来建立的固定酶法,与可溶性酶法相比,具有酶可重复使用、稳定性好,催化效率高等特点。本文报道细菌荧光素酶及其与黄酶(代替NADH:FMN氧化还原酶)用琼脂糖4B固定,各种条件对生物发光分析的影响。二、材料和方法化学试剂:琼脂糖4B(pharmacia Fine che-     

活体生物发光成像技术及其在病毒感染研究中的应用

生物发光是动物活体光学成像技术之一,因其反应灵敏、操作简单、数据精确,而被广泛地应用于生命科学研究多个领域,观测活体动物体内病毒复制、肿瘤生长等生命过程.生物发光技术采用荧光素酶基因标记细胞或病毒,与外源注射的底物荧光素发生反应,在冷CCD成像系统下显像并进行数据记录、分析.本文简要介绍活体生物发光成像这一新技术的原理...     

通过不同途径注射可生物发光肿瘤细胞构建膀胱癌全身多器官转移模型

目的探讨通过不同途径注射可生物发光肿瘤细胞构建裸鼠膀胱癌全身多器官转移模型。方法以慢病毒感染膀胱癌细胞株5637获得可稳定表达萤火虫荧光素酶的5637-Luc。分别通过左心室及尾静脉注射构建膀胱癌全身多器官转移模型,并以小动物活体生物发光成像技术观测5637-Luc在裸鼠体内各主要器官的分布,于7天后处死小动物,取出裸鼠内脏观测转移病灶数量并进行对照分析。结果成功构建可生物发光膀胱癌细胞系5637-Luc,生物发光活性与细胞数高度线性相关(R~2=0.995)。经小动物活体生物发光成像观测,通过左心室及尾静脉注射5637-Luc后均可构建膀胱癌全身多器官转移模型,经左心室注射组失败2例,经尾静脉注射组10例全部成功。7天后经左心室注射组平均转移病灶数(11.9±0.83),经尾静脉注射组转移病灶数为(11.8±0.79),注射途径对于肿瘤细胞在裸鼠体内主要器官的分布数量差别无统计学意义(P0.05)。结论通过不同途径注射可生物发光肿瘤细胞均可成功构建可非侵入性、定量、实时、精确和动态观测的膀胱癌全身多器官转移模型。     

基于重组溶葡球菌酶和ATP生物发光技术特异定量检测金黄色葡萄球菌

基于重组溶葡球菌酶和ATP生物发光法建立特异定量检测金黄色葡萄球菌的方法。优化设计合成溶葡球菌酶序列,构建重组表达载体pQE30-Lys,转化至大肠杆菌M15并诱导表达,镍柱纯化得到目的蛋白。利用重组溶葡球菌酶和ATP生物发光法特异定量检测金黄色葡萄球菌并与平板计数对比。成功表达了重组溶葡球菌酶,并建立了特异定量检测金黄色葡萄球菌的方法,与平板计数具有显著线性关系。本研究建立的将重组溶葡球菌酶和ATP生物发光法相结合的检测方法操作快捷简单,具有良好的应用前景。