产聚β-羟基丁酸芽孢杆菌的拉曼光谱快速筛选研究

【目的】探索快速筛选产生物塑料聚β-羟基丁酸(PHB)芽孢杆菌的光学手段,以期筛选到以葡萄糖或蔗糖为发酵底物的高产PHB优良菌株。【方法】应用拉曼光镊技术快速收集分离株的单个细胞拉曼光谱,分析其光谱特征。【结果】基于拉曼光谱特征峰可快速辨别细胞类型和细胞PHB含量,菌落细胞的PHB拉曼信号强度与菌株的PHB发酵能力有相关性;从不同土壤样品中分离的菌株,45%以上具有产PHB的能力,其中S-C-2菌株在3%蔗糖下PHB最大产量为5.27g/L,PHB占细胞干重70%;拉曼光谱监测发酵过程显示,不同发酵阶段发酵液的PHB总含量与单个芽孢杆菌细胞1732cm~(-1)峰的平均信号强度线性相关。【结论】拉曼光谱可以简单快速分选产PHB的芽孢杆菌,实时监测PHB发酵进程。     

涠洲岛柳珊瑚的激光拉曼光谱特征

用激光拉曼光谱仪分析了从广西涠洲岛采集的柳珊瑚,并对其拉曼光谱图进行分类归属和解析.根据光谱结果,涠洲岛柳珊瑚可分成两类:一类在1006cm-1、1111cm-1、1501cm-1呈现峰值,认定为类胡萝卜素光谱特征;另一类在714cm-1、1086 cm-1呈现峰值,认定为方解石光谱特征.     

酿酒酵母孢子萌发的激光镊子拉曼光谱研究

【目的】在生理状态下利用激光镊子拉曼光谱系统对单个酿酒酵母孢子萌发过程进行实时监测,探讨掩盖在群体平均信息下的个体生命信息。【方法】将葡萄糖溶液加入酿酒酵母孢子悬液中诱导孢子萌发,在孢子萌发过程中每隔30min取样并利用激光镊子拉曼光谱系统测定单个酵母孢子的拉曼光谱。【结果】单细胞实时平均拉曼光谱可显示孢子萌发过程中细胞内生物分子的变化:萌发期内分别归属于DNA、蛋白质的722cm-1,1006cm-1峰的峰高基本不变,随后在生长期上升明显,说明生长期胞内开始大量复制DNA,并合成蛋白质;归属脂类的1751cm-1峰的减弱趋势明显,可能是胞内脂类物质消耗造成的。整个萌发生长过程中,源自葡糖糖和海藻糖的858cm-1,908cm-1,1084cm-1,1118cm-1等峰强度先下降后上升,表明在适宜的生长条件下,海藻糖可能转化为单糖被细胞吸收利用,当营养物质逐渐被消耗时,细胞会再次累积海藻糖以抵抗外界不利条件。【结论】激光镊子拉曼光谱技术可反映胞内生物大分子的活动规律,获知单个酵母孢子萌发过程中物质变化的丰富信息,是探索单个活细胞实时生化变化的有效工具。     

表面增强拉曼光谱技术在生物学中的应用

表面增强拉曼光谱技术(SERS)作为一种高探测灵敏度、高分辨率的检测方法,在生物学中有广阔的应用前景。该文综述了SERS在微生物标记鉴别、定量分析、单分子检测以及活体检测方面的探索,同时针对SERS技术进步,分析表面增强在生物技术领域未来发展方向和存在的问题。     

基于拉曼镊子的发酵过程单细胞分析：应用与展望

微生物发酵是个复杂的过程,而细胞间的异质性对微生物发酵性能有重要的影响。通过单细胞分析了解微生物细胞的异质性,利于发酵环境的优化,从而减少细胞间的异质性,提高发酵性能。整合显微拉曼光谱和光学微操控的拉曼镊子是实时、无损、无须标记且快速灵敏的单细胞分析方法。本文重点回顾拉曼镊子在聚酯、类胡萝卜素、脂肪酸、生物乙醇以及重组蛋白等发酵生产过程中的应用,并分析其在应用上存在的不足。在克服自身不足、融合新的分析技术与数据处理方法后,拉曼镊子将是了解细胞异质性、认知复杂生物过程的有力手段。     

金黄色葡萄球菌细胞内生物大分子含量变化的光镊拉曼光谱研究

【目的】利用光镊拉曼光谱技术(Laser Tweezers Raman Spectroscopy,LTRS)研究金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)细胞内主要生物大分子含量的动态变化,探寻监测微生物代谢状态变化的有效工具。【方法】收集分批培养过程不同时间点金黄色葡萄球菌细胞的拉曼光谱,观察其特征峰依赖时间的变化特点。【结果】归属于核酸的特征峰,如667cm~(-1)峰,724cm~(-1)峰,781cm~(-1)峰,809cm~(-1)峰和1 574cm~(-1)峰在整个分批生长阶段持续降低,在对数生长期下降幅度尤其剧烈,反映了对数生长期细胞分裂快速,DNA复制活跃;与蛋白质相关的特征峰,如850cm~(-1)峰,1 001cm~(-1)峰和1 662cm~(-1)峰,在对数生长期显著增强,而到稳定期峰强度基本维持恒定。【结论】光镊拉曼光谱技术能实时监测生物样品内生物大分子的含量,是单细胞水平上研究微生物代谢状态变化的有效工具。     

大叶苦丁茶抗氧化活性研究进展

大叶苦丁茶是我国南方一种药食两用的传统饮品与药材,也是市场上广泛流通、被普遍当作“苦丁茶正品”的别样茶(non-Camellia teas),具有清热解毒、抗氧化、抗炎、止血凉血、抗菌等多种功效,其次生代谢物质化学成分复杂,主要包括多酚、多糖、黄酮、三萜等多种活性成分。大叶苦丁茶活性成分是天然的抗氧化剂,具有绿色、无毒、高效等特点,在食用油脂储藏、食品保鲜、化妆品、保健品以及抗氧化药物等方面具有良好的应用前景。本文以大叶苦丁茶化学成分的抗氧化作用为主线,综述大叶苦丁茶中具有代表性的多酚、多糖、黄酮、三萜等化学成分的含量、组成及其抗氧化作用,探讨大叶苦丁茶的应用并对其进行展望,拟为大叶苦丁茶的开发与利用提供参考。