檢測汞的全細(xì)胞生物傳感器構(gòu)建及其應(yīng)用.pdf

1、汞(Hg)是環(huán)境中主要的重金屬污染物,暴露于環(huán)境中的汞對人體健康有嚴(yán)重危害。汞以不同的形式存在于自然界的水和土壤中,并可轉(zhuǎn)化為有機(jī)態(tài)的汞(如:甲基汞)。有機(jī)態(tài)的汞有極好的揮發(fā)性和脂溶性,它的神經(jīng)毒性比汞離子高幾百倍。汞的精確檢測對控制環(huán)境污染和減少對健康的危害有著重要意義。
　　多年的研究開發(fā)出了各種檢測汞的常規(guī)技術(shù)手段及裝置,并且具有很好的靈敏性,如原子吸收光譜法、原子發(fā)射光譜法、原子熒光光譜法和電感耦合等離子體質(zhì)譜法等,但是這

2、些檢測手段和裝置的使用有很大的局限性并花費(fèi)昂貴,不能測定汞污染物的生物可利用濃度,同時(shí)需要培訓(xùn)專業(yè)人員來操作相關(guān)儀器設(shè)備。全細(xì)胞生物傳感器是以完整活細(xì)胞作為生物材料來專一性識別待分析物并產(chǎn)生相應(yīng)的生物信號。雖然目前的全細(xì)胞生物傳感器有專一性、敏感度高、穩(wěn)定性好和結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)勢,但仍然有明顯的性能提升空間。
　　本研究的生物傳感器檢測汞是基于MerR蛋白調(diào)節(jié)的啟動(dòng)子對應(yīng)答汞毒性基因的調(diào)控。首先通過試驗(yàn)測得紅色熒光蛋白mCherry的

3、背景值最小,確定為報(bào)告基因。然后將MerR基因片段鏈接到質(zhì)粒pUC57得到質(zhì)粒pUC57-MerR,以其為模版得到質(zhì)粒pUCRR,轉(zhuǎn)入到E. coliDH5a中,得到工程菌株E. coliUCRR。該菌株對Hg2+具有較高專一性,質(zhì)粒拷貝數(shù)和Hg2+濃度越高,熒光信號越強(qiáng)。為提高菌株的性能和靈敏度,通過易錯(cuò)PCR技術(shù)獲得MerR基因突變體庫,篩選出菌株V109E在培養(yǎng)4h時(shí),熒光信號強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他菌株熒光信號,對Hg2+有高度專一性,