基于luciferin-luciferase体系的肼生物发光探针的设计、合成与光学评价

目的设计并合成一个用于肼(N_2H_4)可视化分析检测的小分子生物发光探针(bioluminescence probe for hydrazine,BLHy),并评价其光学响应性能。方法在光学报告的基团羟基萤光素(D-luciferin)上适当修饰位点,通过合理设计,引入肼的特异性识别基团(4-溴丁酸酯),设计和构建一个小分子生物发光探针BLHy。通过探针与底物反应后的信号强度和光学波长的变化,研究探针在肼可视化检测和分析中的应用。结果成功设计并合成了一个小分子生物发光探针BLHy。该探针在Tris-HCl缓冲体系中能特异性对肼进行响应,强度是其他物质的4~17倍,表现出良好的选择性;探针对0~333μmol·L^-1肼的响应具有良好的浓度依赖性(r^2=0. 9987)。结论首次以luciferin-luciferase生物发光体系作为分析技术,设计并合成了用于肼检测的生物发光探针BLHy,为进一步研究肼在复杂自然环境和生物体系中的作用和机制提供了有力的工具。

基于荧光素酶生物发光检测方法的研究及其应用进展

生物发光现象广泛存在于自然界中,不管是在陆地或是海洋都有发光生物的踪迹。其中基于荧光素酶的生物发光系统被广泛研究,启发着人类在基因、表观遗传等方面进行探索,并且开发出一系列相关的检测方法,用于体内体外各方面研究。本文从生物发光系统、荧光素酶的种类以及荧光素酶生物发光检测方法的开发与应用这几个方面进行总结,简要概括近年来基于荧光素酶生物发光检测的研究进展。

ATP生物发光法在微生物检验中的应用

ATP生物发光法是一种快速的微生物检测方法,具有简便、灵敏度高、可实时检测等优点。本文就ATP生物发光法的检测原理、检测步骤、特点、检测的影响因素及在食品工业中的应用进行了综述,并提出了目前ATP生物发光法检测中存在的问题。

生物发光法快速检测细胞内三磷酸腺苷

目的建立检测细胞内三磷酸腺苷(ATP)含量的生物发光方法,并利用该方法检测红细胞和不同再灌注处理心肌细胞内ATP的含量. 方法制备所需测定的细胞ATP提取液,采用荧光素-荧光素酶检测系统检测ATP含量,ATP的含量与系统中所发射的光子数成正比,发光强度越大,ATP含量越高,通过检测发光强度计算ATP的含量.结果通过对红细胞内ATP含量的测定,确定了测定细胞内ATP的最佳反应条件:pH=7.8,温度20～25 ℃,荧光素酶浓度3.0 mg/ml .利用确定的最佳条件对各种不同处理的心肌细胞内ATP浓度进行了检测,ATP检测结果与心肌功能的实验观察结果符合. 结论生物发光方法测定ATP含量方法简单、结果可靠,可以在短时间内得到检测结果,是一种检测细胞内ATP的有效方法.

基于生物发光技术的细菌总数快速检测仪

针对细菌总数现场检测需求，设计了一种基于ATP（三磷酸腺苷）生物发光技术的细菌总数现场快速检测仪。传统方法检测细菌总数需要2-3天，而利用ATP生物发光技术可在30min之内完成检测，大大提高了检测速度。本检测仪选取H5773-02型光电倍增管作为光电转换器件以检测微弱光信号，该光电倍增管的工作波长范围为330-850nm，峰值检测波长为500nm，ATP生物发光波长为550nm，两者基本一致，使检测仪具有较高的测量灵敏度。采用流动注射技术，在加入被测样品后分别向样品池中加入检测试剂。由于样品池被密闭在检测腔中，因此可有效减小外界光对测量结果的影响，同时也减小了人为加样对检测重复性的影响，提高检测重复性。利用本检测仪对浓度在10^-6-10^-14mol/L内的ATP样品进行了检测。实验表明，测量结果具有明显梯度，测试时间小于400s时，与标准样品浓度间的线性相关系数达到0.986。设计的细菌总数快速检测仪具有检测速度快、重复性高、操作简单等优点，可适用于食品卫生与安全、环境检测等领域。

ATP生物发光技术在微生物检测中的应用

ATP(三磷酸腺苷)生物发光法作为一种不断完善成熟的微生物快速检测方法,具有简便、快速、高灵敏度等优点。对该方法的历史发展、检测原理、目标物提取方法、应用领域和最新研究成果等做重点介绍,并对ATP生物发光法的应用现状和发展方向进行总结和展望。

荧光素酶法测定活性污泥中的ATP

选择了４种不同的提取剂，对曝气池活性污泥的腺苷三磷酸（ＡＴＰ）进行提取，并用荧光素酶法进行了测定。结果表明，不同提取剂所提取的ＡＴＰ量有很大不同；同一提取剂对不同水样ＡＴＰ的提取效果也不同。

在体生物发光成像技术在生物医学中的应用

在体生物发光成像技术采用萤光素酶基因标记细胞及DNA,利用灵敏的光学检测仪器,实时直观地监测活体小动物体内感染性疾病的发生发展、肿瘤的生长及转移及引发的免疫反应、特定基因的表达等诸多生物过程。通过对同一组实验对象在不同时间点进行记录,跟踪同一观察目标(标记细胞、病原微生物或基因)的移动及变化,与传统的动物实验方法相比,在体生物发光成像得到的数据具有更高的可信度。近年来因其灵敏度较高、不涉及放射性物质、所得结果直观等优势,该技术已普遍应用于生物医学、药物开发等研究领域。

荧光素及其合成的研究进展

在生物发光体内,荧光素作为直接释放光子的物质和能量的传递物质在荧光素酶发光体系中发挥着不可或缺的作用。现在已知的荧光素种类繁多,不同来源的荧光素在结构、性质与合成上大不相同,荧光素在生物体内的生成问题是目前研究的焦点。为了更清楚的认识荧光素在体内的生物合成与起源问题,本文对几种主要荧光素的结构性质和有关其生物合成研究的最新报道进行综述。

酿造罐体清洗优化及监控

本文主要阐述了通过ATP快速检测．快速、详细地了解了罐体清洗中的问题，针对问题逐一解决后，实现了罐体清洗工艺的优化。

喷气燃料微生物ATP荧光检测酶反应体系研究

荧光素酶反应体系是利用ATP生物荧光法检测喷气燃料微生物污染的关键。为了获得最佳的酶反应体系,本研究以ATP标准物质为研究对象,考察了荧光素酶、荧光素和Mg^(2+)的最佳使用量。结果表明:荧光素酶、荧光素和Mg^(2+)的最佳使用量依次为0.05 mg·mL^(-1)、0.08 mg·mL^(-1)和5 mmol·L^(-1)。通过考察Mg2+与ATP相互作用对荧光反应的影响发现,ATP在与荧光素酶之前预先与Mg^(2+)结合,可以提高荧光反应的效率,使相对发光强度有所增加。相比于传统的培养法和HY-LITE JET A1燃料试验,优化的荧光素酶-荧光素反应体系提高了检测效率、大幅度降低了检测成本。

ATP生物发光法检测喷气燃料中真菌的污染程度

目的:以ATP生物发光法为基础,建立一套可以快速检测喷气燃料中真菌污染程度的方法。方法:筛选喷气燃料中的枝孢霉菌、曲霉菌及青霉菌这3种主要污染真菌的ATP释放条件,比较3种ATP荧光素-萤光素酶体系的标准荧光曲线,考察ATP生物发光法与传统平板计数法计量主要污染真菌数量的相关性。结果:以表面活性剂苯扎氯铵(BAC)作为裂解液提取ATP效果最佳,最佳作用浓度与作用时间分别为0.15%和30 s,筛选得到的荧光素-萤光素酶反应体系有良好的荧光效率,其检测限可达10^(-15)mol ATP,用ATP生物发光法与传统平板计数法计量主要污染真菌的数量,两者相关系数均在0.96以上,具有良好的相关性。结论:ATP生物发光法可以用于检测喷气燃料中真菌污染程度,且能将检测时间缩短至10 min内,适用于现场快速检测,具有良好的应用前景。

EGFP-Luc-Hepa1-6细胞系的构建及其在小鼠肝癌模型中的应用

目的:构建带有增强型绿色荧光蛋白EGFP及荧光素酶luciferase的真核表达载体p CMVLuciferase-IRES2-EGFP,对肝癌细胞系Hepa1-6转染后进行稳定筛选,并将表达该载体的细胞系应用于小鼠原位肝癌模型构建,以对小鼠肝癌细胞进行稳定标记与活体示踪。方法:对p GL3-Basic质粒进行Xba I酶切、Klenow片段补平黏端、Xho I酶切获得luciferase小片段,与Xho I/Sma I酶切p IRES2-EGFP质粒获得的载体大片段连接,获得重组质粒p CMV-Luciferase-IRES2-EGFP。酶切鉴定、测序比对确认序列完全正确后,以重组载体转染Hepa1-6细胞进行稳定筛选,以荧光显微镜观察EGFP表达,报告基因实验与LuminaⅡ成像系统检测荧光素酶活性。确认该细胞系中的质粒得到表达后,以该细胞系进行C57BL/6小鼠肝脏原位接种构建肝癌模型,以LuminaⅡ成像系统连续活体监测肝癌的生长,取离体的肝癌组织制备石蜡切片(HE染色)和冰冻切片(免疫荧光染色)分别观察离体肿瘤组织病理学特征及其中肝癌细胞绿色荧光蛋白表达情况。结果:成功构建表达p CMV-Luciferase-IRES2-EGFP载体的Hepa1-6细胞系(EGFP-Luc-Hepa1-6),并以该细胞系成功构建C57BL/6小鼠原位肝癌模型,实现小鼠肝癌细胞的活体示踪与体外标记。结论:成功构建EGFP-Luc-Hepa1-6细胞系,且以此细胞系构建的小鼠原位肝癌模型可以同时实现小鼠肝癌生长的连续活体监测与离体组织检测。

KSR2基因3'UTR双荧光素酶报告基因载体构建及其与hcmv-miR-UL70-3p和hcmv-miR-US4-3p靶向关系验证

人巨细胞病毒(Human cytomegalovirus,HCMV)的miR-UL70-3p和miR-US4-3p是HCMV microRNA(miRNA)家族中的一员,前期经生物信息学分析发现,Ras激酶抑制剂2(Kinase Suppressor 2 of Ras,KSR2)的3’-UTR区为miR-UL70-3p和miR-US4-3p的高度可疑结合靶点。为进一步鉴定miR-UL70-3p和miR-US4-3p与KSR2基因的靶标关系,本研究通过构建GV272-KSR2-3’UTR野生和突变型载体,进行双荧光素酶(Luciferase)报告基因实验,并测定其荧光值活性的方法判定miR-UL70-3p和miR-US4-3p是否能与KSR2基因结合。先将293T细胞复苏、扩增并进行质粒转染,转染分6组,每组重复做3孔,分组分别为①KSR2-3’UTR阴性载体与miRNA无关序列载体②KSR2-3’UTR阴性载体与miRNA有效序列载体③KSR2-3’UTR野生序列载体与miRNA无关序列载体④KSR2-3’UTR野生序列载体与miRNA有效序列载体⑤ KSR2-3’UTR突变序列载体与miRNA无关序列载体⑥ KSR2-3’UTR突变序列载体与miRNA有效序列载体。酶切及DNA测序结果显示GV272-KSR2-3’UTR双荧光素酶报告基因载体构建成功。Luciferase检测显示:同一Luciferase质粒转染的两个组中,将miRNA-NC组Luciferase相对表达量均一化为1,即将实验组①③⑤均一化为1后,比较实验组③和④组、⑤和⑥组、④和⑥组之间的Luciferase检测结果,显示实验组④和实验组③相比,有显著性降低(P<0.05),实验组⑥和实验组⑤相比,实验组⑥和实验组④相比,差异具有统计学意义(P<0.05),说明hcmv-miR-UL70-3p和hcmv-miR-US4-3p可与KSR2-3’UTR结合,抑制KSR2表达。

三磷酸腺苷生物发光快速微生物检测法在疫苗中间品无菌试验中的应用

目的探讨三磷酸腺苷(Adenosine triphosphate,ATP)生物发光快速微生物检测法应用于疫苗中间品无菌试验的可行性。方法测定各种培养基与疫苗培养上清液(不含细胞碎片)的本底值,并确定阳性限值;确定测试仪的检测限及线性范围;考察非细菌来源的ATP对测定值的影响;筛选适宜培养基;比较ATP生物发光法与无菌试验检测结果的一致性。结果除199培养基外,其他培养基的RLU本底值均低于205,阳性限值为500;测试仪的最低检测限为10-15mol/L,在10-15～10-6mol/L范围内,线性关系良好;采用增菌法进行试验,可不考虑非细菌来源的ATP的影响;筛选出的适宜培养基为硫乙醇酸盐流体培养基(不含琼脂);ATP生物发光法和无菌试验检测结果的阳性符合率为80%,2种方法各有1个样品另一种方法未检出。结论 ATP生物发光法操作简便,应用范围广泛,可应用于疫苗中间品的无菌试验。

新型过氧化氢生物发光探针的合成与光学性质评价

目的设计并合成一个用于过氧化氢(H_(2)O_(2))可视化检测的新型小分子生物发光探针(HPBP)。方法在萤火虫萤光素的6’位羟基引入特异性识别基团芳基硼酸酯,构建H_(2)O_(2)小分子探针HPBP。通过探针与底物反应后光学信号强度的变化,对H_(2)O_(2)检测的特异性和灵敏度进行考察。结果成功制备了HPBP,该探针对低浓度H_(2)O_(2)(0.25~5μmol·L^(-1))的响应具有良好的浓度依赖性,且在H_(2)O_(2)浓度低于其他物质20~300倍时,发光强度仍为其他物质的2~5倍。结论制备的HPBP探针检测限低,特异性强,为研究H_(2)O_(2)在疾病发生发展过程中的机制和作用提供了有力工具。