微囊藻藻胆蛋白对微生物的光敏杀伤研究

摘要

由于人类的活动，淡水水体富营养化加剧，导致水体中藻类大量繁殖，藻体在水面大量堆积，形成水华现象。藻类覆盖在水面，严影响生态平衡和生态景，并对观旅游业和水产养殖业造成严重的经济损失。直接打捞是目前应对水华现象最直接的措施，但打捞上的蓝藻如果不及时处理直接堆积在一起，死亡后的藻体很容易释放MC等有害物质造成二次污染。将蓝藻进行合理的资源化处理既可以缓解水化现象、避免二次污染，又可以达到合理利用资源的目的。微囊藻是引起巢湖水华的优势藻种，细胞中含有丰富的微囊藻藻胆蛋白。纯度较高的PBP是一种高附加值产品。PBP是一种光敏剂。合理利用微囊藻PBP的光谱特性研发相应的产品，有较大的潜在商业价值。本研究主要内容包括：
　　⑴微囊藻PBP的提取。本实验中，采用溶胀破裂法，即破裂细胞壁提取PBP。提取的PBP的最大吸收峰是620nm，最大荧光峰在650nm，其主要成分是藻蓝蛋白。提取的PBP纯度为0.9，且HPLC检测证明无MC残留，达到了食品级PBP的纯度要求。PBP的所得率为10.50％。
　　⑵微囊藻PBP对原核细胞的光敏杀伤研究。利用微囊藻PBP对E.coli、S.aureus、B.subtilis、P.aerugino进行了光敏杀伤性（实验条件:26klx）实验。实验结果显示，在自然光照剂量为26klx的情况下，PBP对S.aureus和B.subtilis的光动力杀伤半致死剂量为75μg/mL，对E.coli、P.aerugino效果不明显。表明微囊藻PBP对革兰氏阳性细菌有较好的光动力毒杀效果，对革兰氏阴性细菌作用不明显。激光共聚焦结果显示PBP能透过革兰氏阳性细菌细胞壁进入质膜，但不能进入革兰氏阴性细菌的细胞膜内。这说明PBP的光敏杀伤结果与革兰氏细菌的细胞壁结构有关。
　　⑶微囊藻PBP对真核细胞的光敏杀伤研究。真核微生物青霉菌、黑霉菌的光敏杀伤实验结果显示:光动力杀伤条件下（实验条件:26klx）PBP对青霉菌、黑霉菌半致死率均是75μg/mL。表明微囊藻PBP对真核细胞有明显的光动力杀伤效果。光敏剂微囊藻PBP光敏杀伤作用下对细胞中ROS含量检测结果显示其ROS含量明显上升，表明在光敏杀伤过程中存在Ⅰ型光敏反应。在黑暗状态下用PBP孵育哺乳动物细胞2h后激光共聚焦检测显示，PBP可进入细胞质，但无法进入细胞核。且PBP在细胞质内呈弥散状表明很可能定位在类溶酶体结构上。光动力杀伤后的激光共聚焦观察结果显示细胞核质比例下降，PBP可以进入细胞核，定位在核仁的区域的PBP量比较多。可能的原因是是聚集在核仁区域的PBP比别的区域多，或PBP与核仁中的成分形结合后增强了PBP的荧光性。藻胆蛋白在细胞内多带负电荷，PBP可能会与和核仁中的碱性蛋白质结合从而增加其在核仁中的含量或改变其荧光特性。综上所述，从巢湖微囊藻中提取的PBP具有一定的商业潜力，可开发为公共卫生领域的消毒剂或农业杀菌剂。若作为光敏剂进行光动力治疗，其最大吸收波长在620nm附近，临近近红外范畴，具有较大的穿透力。

目录

声明

摘要

缩略词表

第一章 前言

1．1 藻胆蛋白(Phycobiliproteins，PBP)简介

1．2 藻毒素(Microcyctins，MC)简介

1．3 光动力疗法(Photodynamictherapy，PDT)

1．4 光动力灭菌技术(ant-imicrobialphotodynamictechnology，APDT)

1．5 本课题的提出

参考文献

第二章 微囊藻藻胆蛋白的提取及鉴定

2．1 引言

2．2 实验材料与试剂、仪器与方法

2．3 结果

2．4 统计学分析与讨论

2．5 本章小结

参考文献

第三章 光敏剂微囊藻藻胆蛋白对原核细胞的光敏杀伤特性研究

3．1 引言

3．2 实验材料与与试剂、仪器与方法

3．4 实验结果及统计学处理

3．5 实验结果分析

3．6 本章小结

参考文献

第四章 微囊藻PBP对真核细胞的光敏杀伤特性研究

4．1 引言

4．2 试验材料与方法

4．3 实验结果及统计学处理

4．3．1 PBP对酶菌的光活化杀伤作用

4．3．2 光照时不同浓度PBP作用下酶细菌的生长延滞曲

4．3．3 光敏剂微囊藻PBP作用下细胞生存率的MTT测试结果

4．3．4 光敏剂微囊藻PBP作用下细胞生存率的ROS测试结果

4．3．5 检测微囊藻PBP在细胞内定位的激光共聚焦实验

4．4 实验结果分析讨论

4．5 本章小结

参考文献

全文总结

致谢

论文发表情况