基于单细胞拉曼光谱技术的葡萄球菌黄素生物合成分析

利用光镊拉曼光谱技术研究吲哚对金葡菌细胞中葡萄球菌黄素合成的抑制作用以及色素含量在分批培养过程中的动态变化。收集经不同浓度吲哚(终浓度为0,0.2,0.6,0.8,1.2和1.5 mmol/L)处理后的以及不同培养时间的金葡菌单细胞的拉曼光谱,以光谱1523 cm-1峰强度表征色素含量,并与紫外可见分光光度法得到的结果进行比较。结果表明,细菌拉曼光谱1523 cm-1峰强度与分光光度法测得的色素含量有良好的线性关系,相关系数达0.9772;群体和单细胞水平的光谱数据均表明,吲哚可剂量依赖性地抑制葡萄球菌黄素的合成,色素含量降低幅度超过70%;在分批培养中细菌色素含量在对数生长中期(12 h)达到最大值,各个时间点的群体内部细胞间色素含量的异质性较小,RSD在39.2%~61.1%之间。本研究表明光镊拉曼光谱技术是一种在单细胞水平分析葡萄球菌黄素含量的可靠方法。     

拉曼光谱在感染性疾病诊断中的应用进展

感染性疾病危害人类健康,以及全球公共卫生安全.引起感染性疾病的病原微生物种类非常复杂,已有的检测技术通常检测时间长且检出率低,因此临床上急需可用于快速诊断感染性疾病的检测技术.拉曼光谱(Raman spectroscopy)技术为无标记非侵入式检测,无需复杂的前处理,具有无损伤、检测时间短等优点,在感染性疾病快速诊断中...     

微流控芯片-拉曼光镊的红细胞光谱检测技术

将微流控芯片与带有光镊子的激光拉曼光谱系统结合起来用以检测人红细胞的拉曼光谱。根据实验效果,选用的芯片采用石英毛细管(内径70μm)与玻璃板耦合的方式制作而成,采用微流控技术使细胞依次通过光镊所在的区域,利用光镊将细胞囚禁,然后获取单个细胞的拉曼光谱,共测得正常人红细胞的12个拉曼光谱。将实验结果与使用常规方式检测得到的红细胞光谱进行比对分析,发现这一技术显著加快了细胞的拉曼光谱检测进程,并能增强数据的可靠性。     

拉曼光谱在分析化学中的应用进展

评述了各种拉曼技术在分析化学方面的应用进展,涉及到的拉曼光谱技术有常规拉曼光谱、常规共振拉曼光谱、表面增强拉曼光谱、表面增强共振拉曼光谱、傅里叶变换拉曼光谱、傅里叶变换表面增强拉曼光谱及其联用技术。共引用９１篇文献。     

拉曼光谱在催化研究中应用的进展

催化科学与技术的发展与催化研究方法的发展是密不可分的。特别是在催化新材料和新反应的不断探索过程中 ,催化新表征技术起着很重要的作用。在过去的几十年中 ,特别是自 6 0年代以来 ,催化研究领域发展了一系列催化研究的新方法 ,几乎利用了现代科学发展所派生出来的所有新技术 ,包括基于光 ,声、电、磁 ,电子、原子、离子和热的原理所研制出的现代物理技术。拉曼光谱是一项重要的现代分子光谱技术 ,被广泛应用于化学、物理和生物科学等诸多学科领域 ,是研究物质分子结构的有力工具。 70年代起拉曼光谱被应用于催化领域的研究 ,在担载型金…     

表面增强拉曼光谱技术在食品检测中的应用研究进展

食品污染是危害公众健康和安全的重要问题,探究灵敏、快速、简单的技术,以便在痕量水平上检测污染物,对保障食品质量安全和风险评价具有十分重要的意义.表面增强拉曼光谱(SERS)是利用光与金、银等纳米结构材料相互作用产生很强的表面等离子激元共振效应,可显著增强吸附在纳米结构表面上分子的拉曼信号,以超灵敏获取样品自身或拉曼探针...     

表面增强拉曼散射技术在生物传感与成像分析中的应用

表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering, SERS)技术是一种具有原位无损、指纹信息识别和单分子水平检测能力的光谱分析手段,在食品安全、环境监测和生物分析等领域具有良好的应用价值和潜力。本文综述了近年来SERS技术在生物传感与成像分析领域中的研究现状,展望了其未来发展趋势和应用前景。     

单细胞激光拉曼光谱检测重组大肠杆菌细胞表达甲酸脱氢酶

甲酸脱氢酶(FDH,EC1.2.1.2)在工业生产中有重要的应用价值,工业上应用的FDH可以通过构建高水平表达重组FDH蛋白的基因工程菌生产,用分子生物学的方法检测重组蛋白的高效表达和积累操作繁杂,耗时耗力且需要破碎细胞。为了寻找一种简单快速,不需破碎细胞,且能实时检测FDH重组蛋白在基因工程菌中表达情况的方法,本研究应用单细胞激光拉曼光谱分析技术(LTRS),研究IPTG诱导不同时间后甲酸脱氢酶重组蛋白(FDH)在大肠杆菌细胞中的表达水平。结果表明,FDH的特征峰1004,1355,1455和1667cm-1随着IPTG诱导时间的延长而增强,说明在诱导培养过程中FDH重组蛋白在重组大肠杆菌细胞中表达并积累,这4个峰强的增加值所反映的FDH表达量与SDS-PAGE电泳分析结果一致。实验结果证明,LTRS是快速有效检测单个大肠杆菌活细胞体内重组FDH实时表达的一种非入侵方法。     

金属有机框架材料在表面增强拉曼光谱中的应用研究进展

金属有机框架材料（MOFs）是一种由金属离子和有机配体通过配位化学原理自组装形成的具有周期性网格晶态的多孔结构材料,其独特的结构和性质使其成为具有广阔应用前景的材料。由于MOFs可极大地提高金属表面增强拉曼光谱（SERS）基底的目标富集和信号增强性能,因此,基于MOFs的SERS基底受到了广泛关注。同时,高效的SERS基底使SERS技术可实现高灵敏、高选择性、无损和快速检测。将MOFs应用于SERS技术,极大地促进了SERS技术的发展并拓宽了其应用范围。本文总结了SERS的发展、MOFs基底的类别及其在SERS中的应用,提出了亟待解决的关键问题和挑战,并对其发展前景进行了展望。     

便携式拉曼光谱仪技术进展及在海关现场查验中的应用

简述了便携式拉曼光谱仪的关键技术进展及国内外发展现状。介绍了海关现场查验中利用其轻巧、附件选择丰富、分析软件功能强,特别与具备高灵敏度的表面增强拉曼技术结合在危险化学品及两用物项和技术的监管、旅检和快件通道可疑物质的鉴别以及打击芬太尼类新精神活动物质的筛查等场景的应用情况,展望了其良好的应用前景。     

拉曼镊子分析单个苏云金芽孢杆菌伴孢晶体蛋白

应用拉曼镊子研究了来自同一亚种的两个苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)菌株的单个伴孢晶体蛋白的拉曼光谱。一束30mW、785nm的近红外激光导入倒置显微镜,形成光镊,俘获水溶液中的单个伴孢晶体蛋白,同时收集被俘伴孢晶体蛋白的拉曼信号。结果表明,单个晶体的拉曼光谱反映了晶体蛋白的分子结构和蛋白组成,得到的拉曼光谱信号更清晰、更灵敏。平均光谱和主成分分析均显示,同一亚种的H7、D4菌株的晶体蛋白的拉曼光谱比较接近。但在同一菌株内有两类不同的伴孢晶体存在,得到了群体分析方法难以得到的信息。本方法不需要复杂的纯化伴孢晶体过程,直接俘获单个伴孢晶体并收集其拉曼光谱,既可以得到群体伴孢晶体的信息,更可以得到群体内每个晶体蛋白之间的信息。     

活体小鼠中单个红细胞的拉曼光谱分析

应用拉曼光谱与光镊技术对活体小鼠毛细动脉和静脉血管中的全血以及毛细血管中的红细胞和体外的全血及单个红细胞进行研究;光谱分析显示,可以获得活体血液的拉曼光谱;在动脉毛细管和静脉毛细管中可以观察到清晰的携氧与去氧血液的不同光谱;体内血管中血红细胞的血红蛋白浓度比体外的更高,在动脉毛细管中的血红细胞的携氧态特征峰明显,且具有...     

单细胞水平的分析方法研究及进展

本文评述了近年来单细胞分析的应用及进展，介绍了超微电极电化学分析法和微柱分离法两大类方法在单细胞分析中应用的机理、必要的技术、有关研究内容和最新进展及其发展方向。     

Physical Properties of Biopolymers Assessed by Optical Tweezers: Analysis of Folding and Refolding of Bacterial Pili

Bacterial adhesion to surfaces mediated by specific adhesion organelles that promote infections, as exemplified by the pili of uropathogenic E. coli, is studied mostly at the level of cell–cell interactions and thereby reflects the averaged behavior of multiple pili. The role of pilus rod structure has therefore only been estimated from the outcome of experiments involving large numbers of organelles at the same time. It has, however, lately become clear that the biomechanical behavior of the pilus shafts play an important, albeit hitherto rather unrecognized, role in the adhesion process. For example, it has been observed that shafts from two different strains, even though they are similar in structure, result in large differences in the ability of the bacteria to adhere to their host tissue. However, in order to identify all properties of pilus structures that are of importance in the adhesion process, the biomechanical properties of pili must be assessed at the single‐molecule level. Due to the low range of forces of these structures, until recently it was not possible to obtain such information. However, with the development of force‐measuring optical tweezers (FMOT) with force resolution in the low piconewton range, it has lately become possible to assess forces mediated by individual pili on single living bacteria in real time. FMOT allows for a more or less detailed mapping of the biomechanical properties of individual pilus shafts, in particular those that are associated with their elongation and contraction under stress. This Mi‐ nireview presents the FMOT technique, the biological model system, and results from assessment of the biomechanical properties of bacterial pili. The information retrieved is also compared with that obtained by atomic force microscopy.     

A Horizontal Magnetic Tweezers for Studying Single DNA Molecules and DNA-Binding Proteins

We report data from single molecule studies on the interaction between single DNA molecules and core histones using custom-designed horizontal magnetic tweezers. The DNA-core histone complexes were formed using λ-DNA tethers, core histones, and NAP1 and were exposed to forces ranging from ~2 pN to ~74 pN. During the assembly events, we observed the length of the DNA decrease in approximate integer multiples of ~50 nm, suggesting the binding of the histone octamers to the DNA tether. During the mechanically induced disassembly events, we observed disruption lengths in approximate integer multiples of ~50 nm, suggesting the unbinding of one or more octamers from the DNA tether. We also observed histone octamer unbinding events at forces as low as ~2 pN. Our horizontal magnetic tweezers yielded high-resolution, low-noise data on force-mediated DNA-core histone assembly and disassembly processes.