基于脱氧核酶的荧光生物传感器快速检测奶牛血清铜离子的研究

铜离子作为奶牛生长发育阶段的必需金属元素发挥着极为重要作用,其缺乏或过量都会影响奶牛生理健康及养殖场经济效益,因此实时快速检测铜离子对于调节饲料中含铜添加剂具有重要意义。荧光生物传感器具有高灵敏度、高选择性、实时监测、易操作、低成本、大规模生产等优点,非常适合奶牛养殖场现场快速检测。本试验旨在将对铜离子选择性和灵敏性高的脱氧核酶作为生物敏感材料,设计在脱氧核酶的5'端和特异性底物链的3'端分别标记标荧光染料Cy5和猝灭剂BHQ3,制备荧光生物传感器,对生物敏感材料浓度与pH环境进行优化,并对钙、镁、锌等金属离子进行特异性检测。当铜离子存在时,铜离子与脱氧核酶特异性结合,进而切割特异性底物链的rA位点,导致Cy5重新暴露,荧光信号增强。通过试验表明,该方法构建的荧光生物传感器可以在pH 6.0~6.5对1~1000 nmol/L的铜离子具有良好的线性关系,最低检测限为0.67 nmol/L,该方法可快速检测奶牛血清铜离子。

酚类化合物的提取以及在养鸡生产中的应用

酚类化合物是人类和动物饮食中存在的植物次生代谢产物,具有很强的抗氧化能力,对健康有益,因此酚类物质被认为是有效的饲料添加剂。酚类化合物的抗炎特性,也是其作为饲料添加剂的主要目标之一,机体通过产生免疫球蛋白和分泌细胞因子,增加吞噬作用,从而增强免疫功能。同时,酚类化合物通过改变肠道表面积和消化酶活性可以提高鸡的生长速率和饲料转化率。不同的提取技术会影响植物样品中酚类化合物的回收率,因此选择合适的提取方法回收酚类化合物非常重要。本文主要介绍了酚类化合物的分类与提取方法,论述了日粮中添加酚类化合物在提高鸡的免疫能力、预防疾病、提高生产性能及减少死淘率等方面的效果。

光学和电化学生物传感器对奶牛重要疾病诊断的研究进展

随着中国奶牛养殖的规模化、集约化的发展,以及养殖场过度追求奶牛生产性能,导致奶牛易发生或感染各类疾病,包括亚临床酮病、亚临床低钙血症、乳腺炎、口蹄疫、呼吸道疾病和牛病毒性腹泻在内的营养性和传染性疾病。这些疾病严重威胁着奶牛的健康、降低了乳品品质,进而增加养殖成本。实现奶牛疾病的低成本、快速且准确诊断是养殖场控制疾病传染、保障食品安全、降低经济损失的关键。常规的畜禽疾病检测方法有细胞培养法、酶联免疫吸附测定(ELISA)、聚合酶链式反应(PCR)等,但过程耗时长、成本高、操作繁琐和不适用于对奶牛疾病的现场即时诊断等问题,制约了这些方法在养殖场的大规模推广和使用。生物传感技术将特异性生化反应产生的信号转化为可测量的电、光等信号,并结合信号放大系统可对物质进行定性或定量检测,具有操作简单、灵敏度高、特异性强和易于修饰等特点,在金属离子、病原菌等检测中具有很大的潜力。目前已有多种生物传感器被开发用于奶牛疾病的诊断。笔者针对常见的奶牛疾病列举了相对应的电化学、光学生物传感器,阐述了每种生物传感器的检测原理、对目标检测物的检测范围、检测限等信息,对生物传感器研究的发展趋势进行了展望,以期为奶牛养殖的健康发展提供一定的依据。

基于卟啉和半导体单壁碳纳米管的场效应气体传感器检测草莓恶疫霉

草莓恶疫霉会引起草莓革腐病和冠腐病,影响草莓的经济效益,但感染恶疫霉早期植株没有明显的症状,无法被及时准确地诊断,因此迫切需要低成本诊断方法实现早期预防。草莓植株感染恶疫霉会释放一种独特的有机挥发性气体4-乙基苯酚,可作为该疾病快速诊断的标志性气体。本研究使用半导体单壁碳纳米管(Single-Wall Carbon Nanotube,SWNT)和场效应传感器(Field Effect Transistor,FET)制备半导体场效应气体传感器(SWNT/FET),进而修饰对4-乙基苯酚灵敏度高、选择性好的金属卟啉MnOEP获得MnOEP-SWNT/FET。通过拉曼光谱、紫外光谱、伏安分析法研究MnOEP-SWNT/FET,分析理化性能及优化检测条件,提高MnOEP-SWNT/FET对4-乙基苯酚的气体敏感性能。在最优检测条件下,MnOEP-SWNT/FET对0.25%~100%的4-乙基苯酚饱和蒸汽(20℃),检出限为0.15%的4-乙基苯酚饱和蒸气(S/N=3),测定不同浓度的相对标准误差低于10%。通过测定实际样本,表明MnOEP-SWNT/FET检测草莓健康植株会存在假阳性,但对感染恶疫霉的草莓植株有较高的检测精度。