基于“酶-邻氨基苯酚”体系的电化学免疫传感方法及其应用

本研究建立了一种新的电化学免疫传感方法,并将其应用于实际样本的检测。采用辣根过氧化物酶(horseradish peroxidase,HRP)的新型底物邻-氨基苯酚(O-aminophenol,O-AP)构建了基于"酶-邻氨基苯酚"体系的电化学免疫传感方法,并用于血吸虫抗体检测。邻-氨基苯酚在辣根过氧化物酶催化双氧水(H2O2)时被氧化,生成的产物3-氨基吩噁嗪能通过电化学方法检测。实验结果验证了基于"酶-邻氨基苯酚"的新型蛋白检测体系用于检测人血清中血吸虫抗体的可操作性,实现了实际样本的检测。并且,采用方波伏安法作为最终检测方法,具有更高的灵敏性。     

电化学技术研究铁蛋白接受电子的能力

Ｈｏｎｇ鱼肝脏铁蛋白（Ｌｉｖｅｒ Ｆｅｒｒｉｔｉｎ ｏｆ Ｄａｓｙａｔｉｓ Ａｋａｊｅｉ,ＤＡＬＦ）利用自身的电子隧道直接从铂金电极上获得还原电子且用于释放铁反应。血红素不仅能络合于ＤＡＬＦ,形成ＤＡＬＦ－ｈｅｍｅ分子（ＤＡＬＦＨ）,并构建成电子隧道－血红素结构,而且加速ＤＡＬＦＨ从铂金电极上接受电子的速率,从而达到提高释放铁速率的效果。用抗环血酸作为还原剂时,ＤＡＬＦ和ＤＡＬＦＨ释放铁速率几乎相     

生物被膜的形成及其电化学阻抗检测

生物被膜是细菌及其自身分泌的胞外聚合物组成的微生物群落,其形成是受多种机制共同调控的多阶段动态过程,具有较强的耐药性且难以清除,给医疗、食品等行业带来了巨大的威胁。近年来,生物被膜的相关研究领域备受关注,尤其是针对生物被膜的有效检测技术。本文在简要介绍生物被膜的特点、形成过程及群感效应对生物被膜的调控作用基础之上,总结了生物被膜常用的检测方法,重点针对电化学阻抗技术在生物被膜检测中的应用进行调研和讨论,并对基于微流控芯片的生物被膜电化学阻抗原位检测进行了综述和展望。     

以pH为扰动因子探究电化学厌氧消化产甲烷代谢通量与微生物的关系

【背景】电化学厌氧消化(electrochemical anaerobic digestion,EAD)系统的代谢途径由具备不同功能的微生物所主导,其代谢通量与功能微生物丰度、活性及群落结构相关。【目的】探究EAD产甲烷代谢通量与微生物的关系。【方法】采用代谢通量分析(metabolic flux analysis,MFA)方法,以pH为扰动因子得到微生物群落与产甲烷通量的响应关系。【结果】pH 7.5扰动时产甲烷通量最大为0.398 4±0.029 3,较对照组(pH 6.9)的0.297 4±0.012 7和扰动组(pH 6.3)的0.136 5±0.012 0分别提高了25%和65%。另外,平均有33.8%±3.1%的氢气(通量)用于还原二氧化碳产甲烷和乙酸,平均有21.0%±2.6%的乙酸(通量)转化为甲烷。此外,产甲烷通量与Mariniphaga、Methanosaeta和Desulfomicrobium的丰度呈正相关,与Sedimentibacter的丰度呈负相关且影响显著。【结论】在EAD产甲烷体系中产甲烷菌和产酸菌共存时,pH值略大于7.0的环境有利于甲烷的生成,改变E...     

人工湿地微生物燃料电池耦合系统对典型全氟化合物的去除效果

针对污水中传统污染物和新污染物的共存特征,以典型全氟化合物(PFASs)为目标新污染物,探究人工湿地微生物燃料技术(CW-MFC)处理含PFASs污水的效果,构建了不同电路运行模式下的CW-MFC体系,研究了CW-MFC对PFASs的去除效果,并探讨PFASs添加后对传统污染物去除和生物电化学性能的影响。结果表明CW-MFC系统在开路和闭路运行下均能够有效去除废水中96%以上的PFASs。在PFASs介入后,对CWMFC系统有机物和磷的去除无显著影响,然而系统的脱氮效率和生物电转化性能均发生了一定程度的降低。在闭路运行工况下, CW-MFC系统的氨氮去除率和输出电压分别下降了7.22%和7.32%; CW-MFC开路运行时总氮去除率降低了13.98%。研究为水环境中PFASs污染的治理技术提供有益探索。     

电化学法快速检测微生物的发展现状及趋势

自1898年Stewart提出利用电化学法检测微生物,电化学法已发展成为一种微生物快速检测的方法。根据检测的参数不同,电化学微生物检测法可以分为阻抗微生物法和介电常数法。阻抗法主要用于食品工业中微生物的快速检测(≤10⁷ cfu/mL),尤其用于易腐食品的微生物快速检测,以期实现在其发生明显腐败之前得到检测结果。而介电常数则用于生物发酵过程中的微生物数量的快速测定,可以实现在线监测微生物数量及生物发酵过程的实时控制。电化学法由于其检测迅速、可以实现自动化检测,在工业化生产中具有广阔的应用前景。     

铁锰氧化物提高巴斯德梭菌电子输出率

[背景]发酵型异化金属还原菌通过发酵获取能量,同时也具有一定的异化还原变价金属氧化物的能力,关于变价金属氧化物对发酵型异化金属还原菌电子输出率的影响还知之甚少。[目的]探究铁锰氧化物(Fe2O3/MnO2)对发酵型异化金属还原菌Clostridium pasteurianum电子输出率的影响。[方法]将不同浓度Fe2O3/MnO2添加到以葡萄糖为底物并接种5%C.pasteurianum的发酵体系中,利用电化学工作站检测C.pasteurianum电化学特性;以菲啰嗪(Ferrozine)显色法和甲醛肟法分别测定发酵体系中Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)含量;气相色谱、高效液相色谱检测发酵底物葡萄糖及代谢产物(乙酸、丁酸、CO2和H2)随发酵时间的变化情况;最后计算发酵过程的电子输出率。[结果]研究表明,接种C.pasteurianum的微生物燃料电池可以检测到电流的产生,最大电流密度为0.93 mA/m^2;随着发酵时间的推移,反应体系中Fe(Ⅱ)和Mn(Ⅱ)的浓度逐渐增高;Fe2O3/MnO2的添加使发酵体系中葡萄糖消耗量提高了9.4%/7.7%,同时,乙酸产量提高了37.5%/25.0%,丁酸产量提高了22.7%/6.8%,氢气产量提高了21.6%/9.8%,而总的电子输出率则提高了24.27%/10.82%;添加铁锰氧化物的实验组pH值与对照组相比无显著差异。[结论]铁锰氧化物的添加可以提高C.pasteurianum的电子输出率,其原因可能是增加了葡萄糖消耗和缓冲pH值。研究结果为揭示变价金属氧化物影响发酵型异化金属还原菌电子输出的规律提供了证据,并进一步拓展了对变价金属氧化物与发酵型异化金属还原菌之间相互作用机制的认识。     

梅特勒-托利多获2012食品饮料工业荣格技术创新奖

来自梅特勒-托利多的SevenCompactTM系列仪表近日荣获2012食品饮料工业荣格技术创新奖。SevenCompactTM系列产品是精确的电化学测量技术与灵活的功能、创新的设计和便捷的操作的完美结合,秉承     

综述与专论：蛋白质即时检测新技术

蛋白质是细胞各类代谢和调控等生命功能的执行者,也是致病因子、药物等对机体作用的重要靶分子。研究蛋白质表达是理解生命现象、疾病进程和药物作用的基础。临床上常规检测方法需要大型仪器支持,但随着医学事业的发展,即时检测(POCT,也称现场检测、床旁检测)成为重要的发展趋势。POCT可以改善患者和医生之间的互动方式,建立一种积极的医疗模式。除诊断、治疗疾病外,对从事应急工作的人员来说,POCT在现场和远程检测方面都有优势,因此研发既准确灵敏又简便快捷的蛋白质即时检测方法至关重要。     

Ni2+胁迫下嗜酸氧化亚铁硫杆菌亚铁氧化应激效应

【目的】嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)作为湿法冶金的主要功能菌,其在重金属Ni²⁺胁迫下的亚铁氧化应激机制还不清楚。【方法】在两步法培养体系中,设计由低到高Ni²⁺胁迫浓度,利用分光光度法、电化学法和实时荧光定量PCR法等从宏观到微观探究Ni²⁺胁迫下A.ferrooxidans菌亚铁氧化应激效应。【结果】两步培养法体系下A.ferrooxidans菌能够耐受较高浓度的Ni²⁺毒性(≤30 g/L Ni²⁺)。当Ni²⁺胁迫浓度增加至40 g/L时,与对照组(不添加Ni²⁺胁迫)相比,A.ferrooxidans亚铁氧化率和速率显著降低(24 h的亚铁氧化抑制率约为59.4%),亚铁氧化代谢相关的rus操纵子各功能基因的表达量也显著下调,尤其是基因cyc1(最高下调了16倍)和coxBACD(4个不同亚基最高下调2.7–7.4倍);同时Fe²⁺氧化相关的胞外电子传递能力也降低,对照组(0 g/L Ni²⁺,29.0µA)最大还原峰电流值高于实验组(40 g/L Ni²⁺,24.5µA)。【结论】超高浓度Ni²⁺胁迫环境对A.ferrooxidans菌有毒性,导致该菌rus操纵子上各功能基因表达量下调,同时造成胞外电子传递速率降低,最终致使A.ferrooxidans菌亚铁氧化能力降低。研究结果将为含Ni固废高效生物浸出提供理论支持。