单个血小板的拉曼光谱分析

利用波长为785 nm的激光束构建光镊拉曼光谱系统,俘获悬浮在生理盐水中的人和三种动物(家猪、大鼠、家兔)的单个血小板,激发并收集其拉曼光谱。单个血小板的平均拉曼光谱信号清楚地反映了血小板的生化组成特点,人血小板的拉曼光谱与三种动物的明显不同,1 524 cm-1是人类血小板所特有的拉曼信号峰,而1 157 cm-1在人类中显著高于三种动物的,人类血小板的平均I1 157/I1 003为0.795,而家猪、大鼠、家兔的分别为0.532,0.502,0.485。多元统计分析结果显示,不同物种血小板的拉曼信号落入不同的空间,可以判别区分。上述结果表明,单个血小板的拉曼光谱基本反映了血小板的主要组成成分,结合多元统计分析可以用于辨别不同的物种的血小板,光镊拉曼光谱系统是实时研究细胞生理、生化变化的快速简便而有效的工具。

钦州湾红树林丛枝菌根初步研究

海漆 (Excoecaria agallocha)、桐花树 (Aegiceras corniculatum)、秋茄 (Kandlia candel)、白骨壤 (Avi-cennia marina)是钦州湾分布广、生长量大的 4种红树植物 ,该项研究初步调查了丛枝菌根真菌在这四种植物根系的定居情况。在这四种植物的根际土壤均分离到丛枝菌根真菌孢子 ,其孢子密度以海漆根际的最高 ,其次为桐花树、秋茄、白骨壤。同时 ,海漆根系的侵染率和物种丰富度也最高 ,但在所取的白骨壤根样中没有观察到丛枝菌根的侵染。菌根侵染主要是以根内菌丝、胞内菌丝膨大扭曲、泡囊等形态出现。海水和土壤质地是影响菌根侵染率的主要因素。在所采土样中仅发现球囊霉属 (Glomus)、无梗囊霉属 (Acaulospora)丛枝菌根真菌 ,计有 1 7种和多个未确定种。

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。

非正常形态红细胞对拉曼光谱判别的影响

血红细胞对环境敏感,细胞形态很容易发生改变,皱缩甚至形成棘形。文章应用光镊拉曼光谱技术俘获、收集来自健康个体和地中海贫血患者的正常形态、一般皱缩和棘形红细胞的拉曼光谱,从平均光谱、主成分分析等方法分析不同形态红细胞的光谱差异与胞内Hb的变化,及其对光谱诊断分析的影响。结果发现,在正常的生理环境下,红细胞发生皱缩甚至形成棘形细胞并不影响光谱判别分析。

一种酵母细胞生长现象的实时单细胞拉曼光谱观察

用拉曼镊子观察单个即发活性干酵母(Saccharomy cescerevisiae)细胞在2.0%葡萄糖溶液中的活化过程,收集其拉曼光谱。结果发现,在某一批次的产品中,酵母细胞的1364cm-1峰强度随着细胞的活化而显著增加,531cm-1、652cm-1、1053cm-1等源自葡萄糖或葡萄糖基的信号峰也会随细胞的生长而增强,随后增强的还有1432cm-1、1448cm-1、1561cm-1等源自脂类物质的峰,而源自蛋白质及脂类的1000cm-1、1445cm-1、1655cm-1等峰的信号强度基本不变,酵母细胞代谢活跃的标志峰1603cm-1也基本不变。该批次产品中,10次实验有7次观察到上述现象,而在别的批次产品中并没有观察到该现象。用单细胞拉曼光谱实时记录了这一特殊的生长现象。

广东地区不同岩性机制砂石粉含量对混凝土性能的影响

针对广东省地方标准《广东省公路工程机制砂水泥混凝土应用技术规范》(GDJTG/T B01—2017)关于混凝土机制砂石粉限值≤10%的规定,研究了花岗岩和石灰岩两种岩性机制砂石粉含量分别对C 30、C 50混凝土的工作性能、强度等影响。对于C50混凝土,两种岩性机制砂石粉含量应严格按照标准控制在10%以内;对于C30混凝土,花岗岩机制砂的石粉含量可以放宽到13%,石灰岩机制砂的石粉含量可以放宽到16%。

基于光镊与拉曼光谱的红菇担孢子分析

拉曼光谱作为分子振动光谱,具有无损、无需试剂染色和快速方便的特点,在生物学领域的应用越来越广泛。拉曼镊子是光镊与拉曼光谱的结合,应用拉曼镊子技术收集单个红菇担孢子的拉曼光谱,分析单个担孢子的主要成分,不同的储存方法对担孢子成分的影响等。结果发现,单个担孢子的拉曼光谱反映了担孢子内含物的基本组成,红菇担孢子的孢内主要成分是脂类物质;不同种类的红菇担孢子的拉曼光谱基本相同,经过多年保存的孢子仍然保持其孢子内的主要成分不变。各随机选择10个担孢子的拉曼光谱进行主成分(PCA)判别分析,结果显示红菇属内不同种类的孢子无法区分。结果表明单孢子拉曼光谱可以应用于分析孢子内成分的变化,但应用于真菌分类的可能性有待进一步探索。

甘蔗内生固氮菌研究

对甘蔗内生固氮的分布特点、生理学特性、生物学特性、遗传学特点及应用前景等方面的研究进展进行了全面的概述。

广西红菇子实体及分离株的rDNAITS序列分析

为了研究广西食用红菇 r DNA ITS片段遗传多样性 ,鉴别红菇组织分离株的真伪 ,用一对通用引物对采自广西浦北县、容县和上思县的 18个红菇子实体样本及 3个组织分离株的 r DNA ITS片段进行 PCR扩增 ,扩增产物纯化后测序 ,运用相关序列分析软件对 ITS区全序列进行分析 ,并和 Gen Bank/ EMBL / DDBJ三大核酸序列数据库进行同源性检索。结果获得 12个红菇子实体和 3个分离株的 ITS和 5 .8S r DNA区段的完整序列 ,3个分离株的 ITS序列全长明显小于子实体样本的 ITS序列全长 ;3个组织分离株与红菇属真菌的遗传距离大 ;除2个采自浦北龙门的子实体与其它子实体的同源性小于 0 .95外 ,来自不同区域的其余子实体样本间 r DNA ITS序列同源性都达到 0 .98以上 ;12个子实体的 ITS区段与 Gen Bank中已知的红菇属真菌的相似率都不大于0 .90。由此推断 3个组织分离株均不是红菇的分离株而可能是子实体的寄生菌或污染菌 ;广西浦北县、容县和上思的食用红菇样本没有地理类群差异 ,但在浦北产区可能存在多种食用红菇共同生长。

钦州湾红树植物根部内生真菌初步研究

通过多年对钦州湾区域不同位点的红树林根际取样研究 ,发现暗色有隔内生真菌和丛枝菌根真菌在红树植物的根系中普遍存在。报道这两类真菌在红树植物根部侵染情况的初步观察结果 ,并分析讨论红树林根部真菌存在的可能性和可能作用。

光合细菌的应用现状与前景

光合细菌具有多重代谢方式，其应用前景广阔，尤其在对高浓度有机废水的净化处理中，表现出负荷和效率高及投资少的优点；在禽畜和水产养殖方面，光合细菌可提供单细胞蛋白及多种生理活性物质，并有改善水质，预防鱼病的作用，对产量和成活率均有显著的提高．光合细菌在农业及生物能源开发方面亦有着相当的应用潜力．

家蚕微孢子虫孢子的异质性研究：基于单细胞拉曼光谱的分析

家蚕微粒子病是由家蚕微孢子虫(Nosema bombycis,Nb)感染、寄生而引起的对蚕业生产具有毁灭性的疫病,深入解析Nb孢子的基础生物学特性和异质性对病害的有效防控具有重要意义。通过拉曼光谱技术采集不同感病家蚕个体内的单个Nb孢子的拉曼光谱信息,应用化学计量学分析Nb孢子光谱的同质性和异质性。结果发现,来自同一感病家蚕个体内的Nb样本可观察到几种类型的拉曼光谱,成熟Nb孢子中最为显著的拉曼峰主要来自孢内的海藻糖;通过主成分分析,来自不同感病家蚕个体的Nb孢子间的拉曼光谱差异主要体现在海藻糖峰和脂类物质峰,而且在部分感病家蚕个体来源的Nb孢子之间,其拉曼光谱中的海藻糖和核酸、蛋白质的峰强度甚至具有显著差异。研究结果表明,无论是来自同一感病家蚕个体的Nb孢子间,还是来自不同感病家蚕个体的Nb孢子间,都有一定的异质性,利用拉曼光谱可以在单细胞水平上便捷地分析微孢子虫孢子的基础生物学特性和异质性。

溶菌酶触发的芽孢杆菌芽孢萌发及其异质性研究

【目的】了解溶菌酶触发芽孢杆菌孢子萌发的异质性及其机制,为认识芽孢(Spore)萌发机制和杀灭芽孢提供参考。【方法】应用拉曼光谱和微分干涉差(DIC)显微镜成像技术高通量分析大量单个Bacillus subtilis(Bs)和B.megaterium(Bm)芽孢经溶菌酶触发的萌发动态。【结果】溶菌酶浓度和温度越高,芽孢萌发越快,孢内CaDPA开始快速释放时间(T_(lag))、快速释放所需时间(ΔT_(release))和芽孢皮层水解所需时间(ΔT_(lys))越短;低于20℃,Bs芽孢萌发的ΔT_(release)值是25℃时的4倍以上。SpoVA蛋白高表达菌株的ΔT_(release)值和普通菌株基本相同,而缺少皮层水解酶的菌株ΔT_(release)值高于普通菌株。95℃处理15min的孢子,其T_(lag)、ΔT_(release)和ΔT_(lys)值是对照的2倍以上。Bs芽孢萌发的异质性明显,不仅表现在芽孢间,也表现在菌株间。Bm芽孢对溶菌酶更敏感,芽孢间的异质性显著低于Bs。【结论】溶菌酶触发的芽孢萌发在物种、菌株和单细胞层面都存在显著的异质性;溶菌酶浓度和温度对芽孢萌发有重大影响;皮层水解酶也可能参与溶菌酶触发的芽孢萌发进程。

过渡金属掺杂黝铜矿合金材料的热稳定性研究

通过固相熔融法制备了黝铜矿合金材料。采用XRD、FTIR、DSC等技术手段研究不同过渡元素对黝铜矿合金材料物相组成和热稳定性的影响。结果表明:母体Cu_(12)Sb_4S_(13)样品含有两相杂质Cu_(1.5)Sb_(0.5)S_2和Cu_3SbS_4;过渡元素引入后在不同程度上抑制了溶出形成2个黝铜矿相,合金材料的杂质含量大大减少,仅含少量的Cu_(1.5)Sb_(0.5)S_2,过渡元素的引入有利于单相黝铜矿合金材料的合成;在加热过程中,母体Cu_(12)Sb_4S_(13)样品变化复杂,会发生分解、S单质挥发,最终变成单相的Cu_3SbS_3;不同过渡元素的掺杂可以减少或避免黝铜矿合金材料在高温下的分解,提高材料的热稳定性。

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。

红外光谱结合主成分分析鉴别不同产地黄柏

利用傅里叶变换红外光谱仪收集6个不同产地黄柏的红外光谱,原始光谱经过多点基线校正、五点平滑预处理后,统计各个产地黄柏的平均光谱,结果显示,6个产地黄柏的平均红外光谱整体上相似;在指纹特征区域1 800~500 cm-1,选取经过归一化的红外光谱,建立主成分分析鉴别模型。建模结果表明,三个主成分能代表98%的指纹区变量信息,样本在主成分空间中聚集成为不同的类别,基本实现不同产地黄柏的鉴别,此外,在一定程度上,样本分布疏密度反映样本的亲缘关系。提取模型的载荷因子,分析显示,6个产地黄柏的差异主要在蛋白质、糖类、脂类、生物碱类、黄柏甾醇类、黄柏内酯、黄柏酮、黄柏酮酸八种物质成分上体现。因此,红外光谱结合主成分分析法可以快速、无损地鉴别不同产地黄柏,并且能反映不同产地黄柏物质成分含量的差异。

红菇与红锥形成的根共生体形态的描述

红菇与红锥的根共生形成的菌根属外生菌根，分叉形状为单轴状，颜色呈浅黄褐色，菌根表面呈波纹状突起。菌套的外表特征呈绒毛状，厚度２６～４０μｍ，具典型的哈蒂氏网、丰富的外延菌丝和菌素，无菌核。外延菌丝长度约４５～１００μｍ，直径约１．８～２３μｍ，有分隔不分支，未见锁状联合。菌根菌的生态组合型为不规则垫簇型。

单个肝癌细胞的拉曼光谱分析研究

本工作利用激光镊子拉曼光谱系统研究了人正常肝细胞株(LO2)和肝癌细胞株(SMMC-7721)的单细胞拉曼光谱,对于每个细胞在不同部位测三个点。实验结果显示:正常细胞和癌细胞的平均拉曼光谱存在显著差异;癌细胞谱线强度整体变弱;正常细胞的1658cm-1处峰和1450cm-1处峰的强度比值为0.63,癌细胞的为0.99;癌细胞的核酸、蛋白质、脂类等重要生物分子在结构或含量上都发生了不同的改变。用PCA主成分对单个细胞的平均拉曼光谱进行分析,结果发现PCA可以正确区分出正常细胞和癌细胞。这些结果表明,激光镊子拉曼光谱是判断正常肝细胞和肝癌细胞的有效方法。

利用拉曼光谱分析顺铂诱导的胃癌细胞凋亡

利用激光拉曼光谱对顺铂诱导的胃癌细胞凋亡进行分析,胃癌细胞SGC7901经10μg.mL-1顺铂处理24,48,72 h后,一部分用于荧光染色,另一部分用扫描方式收集细胞的拉曼光谱。光谱结果依次经背景扣除、平滑、归一化、基线校正、峰拟合等方法预处理。荧光染色结果显示对照组细胞核染色均匀,而药物处理72 h后,核碎裂,呈致密浓染。拉曼光谱结果显示顺铂处理24,48,72 h后,与核酸及蛋白质相关的峰均有降低,其中783,1 002,1 343 cm-1峰72 h后依次降低为初始值的52%,64%,76%,表明顺铂能够诱导胃癌细胞凋亡,凋亡细胞内核酸和蛋白质含量降低。以上结果说明,拉曼光谱能提供生物细胞内物质变化的丰富信息,是实时检测细胞凋亡过程的有效手段。