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,這個過程中微生物發(fā)揮著重要作用。對堆肥系統(tǒng)微生物種群跟蹤監(jiān)測,并對微生物功能基因動態(tài)變化進行分析,有利于深入了解整個堆肥處理過程的微生物學(xué)機理,對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)是一種對待測物快速、特異、實時、在線檢測的新興技術(shù),它利用生物識別作用對待測的物質(zhì)進行分析測定,為環(huán)境污染物及其降解過程涉及到的各種生物組分或代謝產(chǎn)物的分析檢測提供了一個

2、新的技術(shù)平臺。
　　 本文著重開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。研制出檢測環(huán)境中高效降解纖維素的纖維素酶功能基因動態(tài)變化的DNA傳感器,克服了傳統(tǒng)的分析檢測方法在環(huán)境污染控制過程實時在線檢測等方面的局限性。主要針對纖維素降解的一種關(guān)鍵酶——纖維二糖水解酶(CBH)進行研究。在NCBI網(wǎng)站查詢?nèi)鹗夏久笴BHII所有基因序列,根據(jù)序列運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)計軟件在功能基因序列段設(shè)計雜交探針以及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,進而與目標(biāo)鏈、信號鏈進行競爭型雜交。并對載體用量、酶標(biāo)用量、雜交時間等雜交條件進行優(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,實驗存在干擾仍需要進一步改良。
　　 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,運用納米金原位擴增技術(shù)制備了一種金/硅/鐵三層復(fù)合型核殼磁性納米顆粒,研制成競爭式雜交識別CBHII基因的電