基于希瓦氏菌反向电子传递的全细胞生物电化学传感器的构建、原理及其应用研究

来源 :江苏大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:changkaiaini
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
生物传感器由于具有选择性强、灵敏度高、操作简单、成本低、应用范围广等特点,已成为国内外竞相研究的热点,并被列为生物技术产业的关键技术。生物传感器按识别元件分类主要包括酶传感器、细胞传感器、组织传感器、全细胞传感器等。与其它类型生物传感器相比,全细胞生物传感器成本低、操作简便、能够提供生物利用度信息,因而具有较大优势。但是,当前全细胞生物传感器通常以荧光、酶活等作为输出信号,需要借助复杂或昂贵的仪器进行检测,增加了其使用成本、限制了其应用范围。因此,本研究拟基于电活性微生物的胞外电子传递特性,克服当前全细胞生物传感器的缺点,开发直接以电流作为输出信号的全细胞生物电化学传感器平台,并应用于重要环境及健康标志物的生物检测。本文利用希瓦氏奥奈达金属还原菌(Shewanella oneidensis MR-1),采用三电极系统,基于希瓦氏菌中反向电子传递机理,构建了新型全细胞生物电化学传感器平台,分析了电子受体、电子中介体与细胞色素蛋白对反向电子传递效率的影响规律;探究了该平台用于定量检测电子受体类分子的可行性,分析了其检测原理,开发了富马酸、硝酸盐和亚硝酸盐的生物电化学检测新方法;进一步,研究了利用该平台定量检测电子中介体类分子的可行性,开发了核黄素的生物电化学检测新方法。本论文的主要研究成果归纳如下:1)基于S.oneidensis MR-1反向电子传递过程,利用三电极系统,成功构建了新型全细胞生物电化学传感器平台,该平台以电活性微生物细胞作为待测物识别和信号转换元件,以便于直接定量测定的电流信号作为输出信号,操作简便、仪器需求简单,为全细胞生物传感器的设计提供了新的思路。2)利用该生物传感器平台,建立了基于微生物反向电子传递过程定量检测微生物电子受体类分子的新策略:一方面,开发了富马酸(一种癌症标志物和食品霉变标志物)的新型生物电化学检测方法,该方法具有检测浓度范围宽(2?M到10m M),检测限低(LOD(S/N=3)和LOQ(S/N=10)分别是为0.83?M和1.2?M),并具有很强的专一性、稳定性、重复性,同时成功应用于苹果汁、鼠肾等真实样的检测;另一方面,开发了重要环境污染物硝酸盐和亚硝酸盐的新型生物电化学检测方法,其LOD(S/N=3)分别达到41.5 n M和40 n M。3)进一步,以该生物传感器平台为基础,建立了基于微生物反向电子传递过程定量检测微生物电子中介体类分子的新策略:开发了核黄素的新型生物电化学检测方法,探讨了以核黄素加入后反向电流增加值作为输出信号,利用安培法定量检测核黄素,LOD(S/N=3)为1.3n M,且成功用于奶粉、维生素片以及尿液中核黄素的检测。
其他文献
核桃采用嫁接方法繁殖,能使树体快速进入结果期,还可保证产量与果实品质。但核桃嫁接成活率低,易受环境影响,一直是育苗工作的一大难题。为此,我们于2011年进行了核桃方块芽
磁电材料指同时具有铁电性和铁磁性的材料。铁电性和铁磁性共存,则同时具有了高介电常数和高磁导率,因此磁电材料能够以一个独立元件代替集成电路中的电感和电容。另外,铁电
目前,抗生素残留导致耐药菌种生成已经成为世界公认的热点问题之一,因此考察环境中抗生素的残留特征具有重要意义。本文以黄河最大一级支流---渭河为研究对象,采取高效液相色谱-串联质谱法,对渭河西安段干流和支流表层水中的抗生素残留类型、残留浓度、分布趋势、来源和生态风险进行了研究。论文主要内容包括:(1)春季,渭河西安段干流水样中检出了 5类15种抗生素,浓度范围nd~276.6 ng/L。其中脱水红霉
班主任德育管理,如细雨春风般滋润学生,引导其健康成长.本文对高中班主任德育工作价值进行简要说明,分别从以人为本营造氛围、利用主题班会、组织实践活动、健全保障机制四方
钢铁材料的使用性能决定了多数钢种具有包晶反应,这类钢的一个重要特点是包晶反应(L+δ→γ)过程会产生体积收缩,在坯壳与铜板间不可避免会产生气隙,这是使铸坯在结晶器内凝固
班风是一个班级凝聚力的根本和基石.树立一个好班风,培养一个好班集体,是班主任工作的核心内容.因此,在教育教学过程中,班主任应以管理为基础,以情感为桥梁,以活动为途径,才
高速列车轻量化是提升我国铁路快速发展的重要因素,采用新型材料进-步减轻高速列车制动件的重量是实现轻量化的关键之一。在这种背景条件下,本文采用了真空搅拌铸造法研制出
随着教育改革的不断发展,我国小学阶段的教育取得了一定的成果,但是社会的不断发展对小学教育又有了更高的要求,不仅要求学生要掌握基础知识,还要培养核心素养,核心素养成为
蔡凤玲出生于景德镇陶瓷世家,毕业于中国书画函授大学。现为江西省工艺美术师、景德镇市高级工艺美术师、景德镇市民间陶瓷工艺美术家。江西省工艺美术学会会员、景德镇民间
摘 要:随着信息时代的高速发展,人们对打印的需求也日益增加。在互联网时代里打印系统更需要通过互联网提高效率。通过自主研发多功能自助打印机系统,能够方便快捷的实现自助打印,使生活中的打印更加便捷、高效。同时,通过人性化的网页界面和操作指南,简化打印流程,使用户无需了解打印机操作,实现无需工作人员协助自助打印,节约了成本更提高效率。   关键词:自助;打印机;互联网   中图分类号:TP334.8