基于纖維素酶系功能基因生物傳感器的研究.pdf

1、工農(nóng)業(yè)固體廢物處置的一種非常有效的處理方式——堆肥,這個(gè)過(guò)程中微生物發(fā)揮著重要作用。對(duì)堆肥系統(tǒng)微生物種群跟蹤監(jiān)測(cè),并對(duì)微生物功能基因動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行分析,有利于深入了解整個(gè)堆肥處理過(guò)程的微生物學(xué)機(jī)理,對(duì)微生物接種和堆肥工藝革新具有一定的指導(dǎo)意義。
　　 生物傳感技術(shù)是一種對(duì)待測(cè)物快速、特異、實(shí)時(shí)、在線檢測(cè)的新興技術(shù),它利用生物識(shí)別作用對(duì)待測(cè)的物質(zhì)進(jìn)行分析測(cè)定,為環(huán)境污染物及其降解過(guò)程涉及到的各種生物組分或代謝產(chǎn)物的分析檢測(cè)提供了一個(gè)

2、新的技術(shù)平臺(tái)。
　　 本文著重開(kāi)展基于基因傳感技術(shù)的堆肥系統(tǒng)微生物種群功能基因的跟蹤監(jiān)測(cè)。研制出檢測(cè)環(huán)境中高效降解纖維素的纖維素酶功能基因動(dòng)態(tài)變化的DNA傳感器,克服了傳統(tǒng)的分析檢測(cè)方法在環(huán)境污染控制過(guò)程實(shí)時(shí)在線檢測(cè)等方面的局限性。主要針對(duì)纖維素降解的一種關(guān)鍵酶——纖維二糖水解酶(CBH)進(jìn)行研究。在NCBI網(wǎng)站查詢(xún)?nèi)鹗夏久笴BHII所有基因序列,根據(jù)序列運(yùn)用軟件分析所有序列之間的同源性,根據(jù)同源性分析尋找到功能基因所存在的序列

3、段,應(yīng)用探針設(shè)計(jì)軟件在功能基因序列段設(shè)計(jì)雜交探針以及PCR引物。
　　 首先多壁碳納米管一高分子導(dǎo)電聚合物復(fù)合膜以及Au-SiO2-Fe3O4核殼型納米材料兩種納米材料作為固定DNA載體。載體上組裝帶NH2的瑞氏木霉纖維二糖水解酶Ⅱ型編碼基因制成DNA傳感器,進(jìn)而與目標(biāo)鏈、信號(hào)鏈進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)型雜交。并對(duì)載體用量、酶標(biāo)用量、雜交時(shí)間等雜交條件進(jìn)行優(yōu)化。
　　 基于羧基化多壁碳納米管與電聚高分子物質(zhì)(PEDOT)復(fù)合膜的DNA傳

4、感器。利用MWCNTs-PEDOT復(fù)合膜修飾電極能更有效地改善電極的導(dǎo)電性,增強(qiáng)傳感器的靈敏度,但帶羧基的多壁碳納米管不僅能與帶NH2的瑞氏木霉纖維二糖水解酶Ⅱ型編碼基因交聯(lián)結(jié)合,還能與后續(xù)HRP酶標(biāo)蛋白質(zhì)物質(zhì)結(jié)合,實(shí)驗(yàn)存在干擾仍需要進(jìn)一步改良。
　　 利用納米顆粒粒度適中、分散性易控制,生物相溶性高以及合成成本低等優(yōu)勢(shì),運(yùn)用納米金原位擴(kuò)增技術(shù)制備了一種金/硅/鐵三層復(fù)合型核殼磁性納米顆粒,研制成競(jìng)爭(zhēng)式雜交識(shí)別CBHII基因的電