1、文獻(xiàn)閱讀 趨磁細(xì)菌的應(yīng)用,匯報(bào)人： 吳慎劍 匯報(bào)時(shí)間：2012.11.26,目錄,1.磁小體在微型流體孔道中的自由泵運(yùn)輸機(jī)制 2.從AMB-1趨磁細(xì)菌中提取的含有特殊磁小體的三磷酸鳥(niǎo)苷酶 3.趨磁細(xì)菌上金離子和銅離子的生物吸附平衡及其動(dòng)力學(xué),磁小體在微型流體孔道中的自由泵運(yùn)輸機(jī)制,摘要：磁小體在微型流體運(yùn)輸中的應(yīng)用提供了一種新的方法，它能夠達(dá)到一個(gè)新的自由度，用于在很小空間內(nèi)按次序合成、預(yù)備或分析步驟中。傳統(tǒng)方法得到的流體在固體間比較湍急，與傳統(tǒng)方法不同的是，利用磁小體在微型孔道里運(yùn)輸可以消耗更少的試劑，并且使反應(yīng)系統(tǒng)更小更簡(jiǎn)單。在沿運(yùn)輸方向上排列好貯主細(xì)胞，各種作用劑反應(yīng)可以更加迅速。在這里

2、，我們推出了一個(gè)在微型流體中具備自由閥門(mén)和泵的磁小體的運(yùn)輸系統(tǒng)。我們創(chuàng)造了一個(gè)簡(jiǎn)單高效、帶磁場(chǎng)的柔性結(jié)構(gòu)，這個(gè)結(jié)構(gòu)由一個(gè)外加磁鐵來(lái)制造磁場(chǎng)。這樣，就可以制作一個(gè)被動(dòng)而簡(jiǎn)單的方法可以運(yùn)作的結(jié)構(gòu)。最重要的是，這樣的布局是基于一個(gè)微小的管內(nèi)，而這個(gè)管內(nèi)流體和磁性零件是分開(kāi)的。這種管本身是一次性使用，并且它在進(jìn)行重要反應(yīng)之前可以被替換，這樣可以通過(guò)隔離磁性運(yùn)輸?shù)谰叨鴾p少樣品對(duì)反應(yīng)的污染。這樣的裝置的布局經(jīng)過(guò)電腦模擬顆粒軌跡徹底考核的，得到的結(jié)果也是經(jīng)過(guò)微型實(shí)驗(yàn)證實(shí)的，而結(jié)果顯示它在30磁帶的磁場(chǎng)可以達(dá)到一個(gè)5mm/s的速度。因此，我們制造了一個(gè)微型流體運(yùn)輸裝置，而這個(gè)裝置利用了磁小體在微量系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)

3、，成為一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)用的技術(shù)，比如應(yīng)用在生物分析的目的上等。,從AMB-1磁電螺旋型趨磁細(xì)菌中提取的具有特殊磁小體的三磷酸鳥(niǎo)苷酶（GTP）,摘要：趨磁細(xì)菌可以生產(chǎn)胞內(nèi)囊泡，而這種囊泡內(nèi)含有單域磁體結(jié)晶。雖然很多蛋白質(zhì)都是從胞內(nèi)囊泡薄膜產(chǎn)生的，但是有五種蛋白質(zhì)只能從這種薄膜得到。比如一種結(jié)核分枝桿菌蛋白質(zhì)，它專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)甲基汞化硫酸酯16（Mns16），是磁小體蛋白質(zhì)里含量最高的。為了確認(rèn)它的功能，我們克隆并排列了AMB-1磁小體螺旋菌的基因。這個(gè)過(guò)程是非常成功的，在做完了環(huán)丙烯酰胺空間電泳之后，我們測(cè)出了這種蛋白質(zhì)的N末端氨基酸順序，而基因排列順序是利用聚合酶連鎖反應(yīng)基因巡查法得到的。Mns16含有一

4、種公認(rèn)的ATP/ GTP結(jié)構(gòu)。重組的帶紅細(xì)胞凝聚素標(biāo)記的Mns16在大腸桿菌可以表達(dá)和純化。重組的Mns16蛋白可以結(jié)合GTP并表現(xiàn)出GTP酶的活性。GTP是在研究Mns16催化三磷酸核苷酸水解過(guò)程中首選的酶作用物。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示GTP酶是一種在Mns16磁小體薄膜局部上具有一些新特性的蛋白質(zhì)。Mns16蛋白質(zhì)的特性和參與胞內(nèi)囊泡構(gòu)成的小GTP酶相似。此外，GTP酶抑制劑ALF4-的附加物抑制磁小體的合成，這表明GTP酶是磁小體合成的必需物質(zhì)。,GTP酶活性動(dòng)力學(xué)研究,GTP ase concentration (mM/L),GTPase activity (nmol/ng protein?h)

5、,AlF4 對(duì)磁小體合成的影響,NaF+AlCl3,趨磁細(xì)菌上金離子和銅離子的生物吸附平衡及其動(dòng)力學(xué),摘要：我們考察了趨磁細(xì)菌作為一個(gè)在水溶液中吸附金離子和銅離子過(guò)程的吸附劑作用。最佳的吸附條件是在最開(kāi)始的時(shí)候，金離子需要PH值在1.0-5.5之間，銅離子需要PH值在2.0-4.5之間，室溫，生物的密度為10.0 g/L，吸附時(shí)間持續(xù)10 min以上。當(dāng)金屬離子的初始濃度為500mg/L時(shí)能達(dá)到最大的吸附作用，1.0 g（干重）趨磁細(xì)菌能分別吸附505.2 mg金離子和493.1 mg銅離子，這是在朗繆爾單一系統(tǒng)模式中實(shí)驗(yàn)得到的。金離子和銅離子吸附趨勢(shì)線(xiàn)在金離子-銅離子體系中反映出一個(gè)獨(dú)一無(wú)二

6、的現(xiàn)象，這個(gè)現(xiàn)象是對(duì)金離子的吸附不斷增強(qiáng)，而銅離子相比于它在獨(dú)立體系來(lái)說(shuō)，它的吸附基本阻斷了。當(dāng)金離子和銅離子的濃度都在80mg/L以下時(shí)，廢水在經(jīng)過(guò)趨磁細(xì)菌處理之后，它們的濃度可以達(dá)到1.0mg/L以下，這樣的濃度可以達(dá)到加拿大環(huán)境排放標(biāo)準(zhǔn)（EPS）。并且，所有的動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)都能夠很好地吻合假設(shè)模擬動(dòng)力模型，且相關(guān)系數(shù)很高（R2=0.999）。,趨磁細(xì)菌的收集,實(shí)驗(yàn)步驟,含金屬離子溶液的制備,最適吸附條件探索實(shí)驗(yàn),金、銅離子混合溶液吸附實(shí)驗(yàn),吸附動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn),金屬離子吸附率計(jì)算,單位細(xì)菌離子吸附量,總吸附率,PH值對(duì)吸附率的影響,溫度對(duì)吸附率的影響,細(xì)菌濃度對(duì)Y（%）和qcq（mg/g)的影響,

7、離子濃度對(duì)金離子-銅離子混合溶液吸附的影響,溫度對(duì)金離子-銅離子混合溶液吸附的影響,結(jié)論與討論,最適吸附條件及細(xì)菌濃度,在離子濃度在500mg/L以下時(shí)，金離子和銅離子吸附率相近；當(dāng)金離子和銅離子同時(shí)存在時(shí)，金離子吸附率遠(yuǎn)大于銅離子的吸附率。,由于趨磁細(xì)菌對(duì)金離子和銅離子高度吸附性，我們可以從廢水中回收金元素和銅元素，在兩者混合的溶液中可以?xún)?yōu)先回收金元素。這種方法不僅簡(jiǎn)單高效而且環(huán)保。,思考： 本篇文章的優(yōu)點(diǎn)在于考慮影響吸附率的因素較多，也做了較多組的實(shí)驗(yàn)，總體上來(lái)說(shuō)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路比較嚴(yán)謹(jǐn)。 對(duì)于本篇文獻(xiàn)我有幾個(gè)思考如下： 趨磁細(xì)菌有沒(méi)有對(duì)其他的金屬離子也有吸附作用，如果有條件的話(huà)，應(yīng)該做它對(duì)鐵、鋅、錳、鋁等離子的吸附實(shí)驗(yàn)。 假如廢水中金屬離子濃度過(guò)高，有可能影響到趨磁細(xì)菌的生長(zhǎng)？在實(shí)際