基于复合纳米材料和酶切信号放大电化学适体传感器检测沙门氏菌

【目的】沙门氏菌是食品中致病菌检测的一项重要指标。本研究拟构建一种实用性更强的用于沙门氏菌检测的新型电化学适配体传感器,以克服各种沙门氏菌传统检测方法的缺陷。【方法】通过混合还原氧化石墨烯(rGO)溶液与甲苯胺蓝(Tb)溶液制得Tb-rGO复合物,再将此复合物分散于纳米金(Au NPs)溶胶中得到Au NPs-Tb-rGO复合物。最后将Au NPs-Tb-rGO复合物与带有氨基的DNA链(S1)孵育得DNA-复合纳米材料(S1-Au NPs-Tb-rGO)。通过金硫键将沙门氏菌适配体互补链(S2)修饰在金电极表面,以己硫醇为封闭剂消除非特异性吸附后,滴涂沙门氏菌适配体(Apt)于电极表面,使Apt与S2杂交结合。将修饰好的电极浸入含有沙门氏菌与核酸外切酶I(Exo I)的混合液中,基于Exo I信号放大效应,利用适配体对沙门氏菌的特异性结合作用,循环带离适配体,再通过S1-Au NPs-Tb-rGO中的S1与S2杂交将S1-Au NPs-Tb-rGO负载到电极表面,监测电极表面的电化学信号,并对在菌液中的孵育时间、Exo I浓度和S1-Au NPs-Tb-rGO浓度进行优化,构建沙门氏菌电化学适配体传感器。使用该传感器,对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、志贺氏菌、单增李斯特菌和阪崎肠杆菌进行检测,以确定沙门氏菌电化学适配体的特异性;对6×10~2—6×10~6 cfu/mL的沙门氏菌进行检测,以确定沙门氏菌电化学适配体传感器的敏感性;对羊奶样品进行检测,以确定沙门氏菌电化学适配体传感器的实用性。【结果】所建立的沙门氏菌电化学适配体传感器在菌液中的最佳孵育时间为1 h,Exo I的最适浓度为0.6 U·μL~(-1),S1-Au NPs-Tb-rGO的最适浓度为200 nmol·L~(-1)。在进行沙门氏菌的检测时,沙门氏菌与Apt特异结合,S1-Au NPs-Tb-rGO复合纳米材料被结合到电极表面使其线性伏安曲线氧化峰升高。特异性试验结果表明,所建立的方法仅对沙门氏菌的检测有电信号响应,而对非目标菌无响应。敏感性试验结果表明,所构建的沙门氏菌电化学适配体传感器,具有很高的敏感性,对沙门氏菌检测的敏感性达200 cfu/mL。使用建立的沙门氏菌电化学适配体传感器对羊奶中的沙门氏菌含量进行测定,加标回收率在91.6%—106.3%,结果令人满意。【结论】所建立的沙门氏菌电化学适配体传感器具有操作简便、检测范围宽、检出限低和成本低廉等优点,有望应用于食品工业中沙门氏菌的现场快速定量检测。     

趋磁性木材的制备与多功能化修饰

受生物体磁场感应特征的启发而被开发利用的趋磁性木材是一种新型的功能性材料,当前对它的研究仍在起步阶段。文中系统地探讨了水热工艺参数,如反应的温度、时间和反应物的浓度对趋磁性木材结构和性能的影响,并通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪和磁学测量系统对趋磁性木材的表面形貌、晶体类型和磁性能进行了分析。结果发现,高的反应温度有利于在木材表面生成粒径更大的磁性粒子,从而得到具有更高饱和磁化强度的磁性木材。反应时间对趋磁性木材形成初期的形貌和磁性有重要影响,但当反应时间达到8 h时,木材上磁性粒子数量达到饱和状态。反应物浓度对生长在木材表面磁性粒子的纯度具有很重要的影响,合适的反应物浓度能够确保得到高纯度的磁性粒子。此外,在优化工艺的基础上对趋磁性木材进行疏水改性,可以得到同时具有抗紫外老化性能、超疏水性和磁性的多功能性木材,拓展了趋磁性木材的应用领域。     

氮掺杂碳纳米子施用对稻田氮素径流和渗漏损失的影响

为明确氮掺杂碳纳米粒子(N-CNPs)在田间条件下对单季稻田氮素径流和渗漏损失的影响,采用田间小区实验,对不同用量N-CNPs和双氰胺(DCD)配施尿素时稻田径流液和渗漏液中总氮(TN)、铵态氮(NH_4~+-N)和硝态氮(NO-3-N)的动态和损失总量进行研究。结果表明:与单独施用尿素(Urea)处理相比,N-CNPs配施尿素能降低稻田径流NH_4~+-N浓度和渗漏液中NO-3-N浓度;基肥后第1次自然降雨产流时,15‰N-CNPs处理径流液中NH_4~+-N浓度较Urea处理降低30.33%,基肥后第7 d渗漏液中NO-3-N浓度较Urea处理降低了27.22%。在水稻全生育期内,15‰N-CNPs处理径流总氮损失量为8.15 kg·hm~(-2),占该处理总施氮量的4.08%,较Urea处理减少2.04 kg·hm~(-2),降幅达到20.02%;TN渗漏总量为16.59 kg·hm~(-2),占施氮总量的8.30%,较Urea处理减少8.83 kg·hm~(-2),降幅达到34.73%,其径流和渗漏TN损失量较5%DCD处理分别降低5.67%和15.70%。研究表明,尿素配施N-CNPs能显著减少稻田氮素径流和渗漏损失,达到提高氮肥利用效率、控制农田非点源污染范围和强度的目的。     

Comparison of the effects of nano-iron fertilizer with iron-chelate on growth parameters and some biochemical properties of Catharanthus roseus

Nanofertilizers, which supply nutrients to the plant, are used to replace conventional fertilizers. Iron (Fe) is one of the essential elements for plant growth and plays an important role in the photosynthetic reactions. To study the effects of nano-iron fertilizer on Catharanthus roseus, plants were treated with different concentrations (0, 5 10 20, 30, and 40 mM) of iron oxide nanoparticles (Fe2O3) for 70 days. Fe₂O₃ nanoparticles increased growth parameters, photosynthetic pigments, and total protein contents in the treated plants significantly. The maximum amounts of growth parameters, photosynthetic pigments, and protein contents were obtained with 30 µM Fe₂O₃ and minimum values of these parameters were found with 0 µM Fe₂O₃. The highest value of total alkaloid content was obtained in 0 µM Fe₂O₃ and the lowest value was observed in control plants. Iron oxide nanoparticles increased potassium, phosphorus, and iron absorption but did not show a significant effect on sodium content.     

Effects of dietary nano and macro iron oxide (Fe2O3) on the growth,biochemical, and hematological profiles of African catfish (Clarias gariepinus) fingerlings

Effects of nano and macro iron oxide as dietary iron sources on the growth, hematological, and biochemical characteristics of African catfish, Clarias gariepinus, fingerlings have been studied. Conventional basal feed was supplemented with nFe₂O₃ and Fe₂O₃ as treatments T₁ and T₂ (each at 0.0, 0.2, 0.4, 0.8, 1.2, and 1.6 g/kg supplementation levels) and given to C. gariepinus fingerlings (initial average weight and length 5.01 ± 0.80 g and 7.0 ± 0.53 cm respectively) for 7 weeks. After 7 weeks, the highest percent weight gains of 395.6% for T₁ and 767.4% for T₂ occurred simultaneously at the supplementation level of 0.4 g Fe kg^?1 dry feed of both treatments, while the highest value for the control was 332.5%. Iron accumulations in liver were 2.727, 1.443, and 1.225 ppm, and red blood cell counts were 2.3, 6.0, and 7.0 x 10¹²/l for the same treatments. Supplementation of iron oxide in both nano and macro forms significantly improved the growth and health indices of C. gariepinus up to a concentration of 0.4 g Fe kg^?1 dry feed. Also macro iron oxide was more effective than the nano form in enhancing fish growth within the supplementation levels (0.2?1.6 g kg^?1) considered.     

基于纳米金合成法评估玉米幼苗耐旱性

为检测干旱胁迫前后玉米幼苗的抗氧化活性进而评估玉米幼苗耐旱性,选取‘郑单958’、‘浚单20’、‘登海662’和‘豫玉22’4个玉米品种,采用纳米金合成法对其抗氧化活性进行检测。以透射电镜TEM、X射线光电子能谱XPS表征纳米金,进行条件优化和方法学确证。同时与DPPH法、FRAP法和FC法3种检测抗氧化活性方法的结果进行对比。采用表型鉴定、SOD酶活性和MDA含量测定的方法对玉米幼苗的耐旱性进行检测,并对上述方法检测结果进行相关性分析与主成分分析。结果表明,纳米金合成法检测干旱胁迫前后4个品种玉米幼苗抗氧化活性由强到弱为‘郑单958’、‘浚单20’、‘登海662’、‘豫玉22’,与传统方法和耐旱性检测结果具有一致性。相关性分析和主成分分析结果显示,纳米金合成法与其他方法相关性良好,且在解释总变异中占有较高的表达量,表明用纳米金合成法评估玉米幼苗耐旱性具有良好可行性。     

腐生葡萄球菌合成纳米钯及其原位催化甲基绿还原

利用腐生葡萄球菌Staphylococcus sp. JJ-1合成钯纳米颗粒（Bio-Pd）,并原位应用于甲基绿的催化还原。通过透射电子显微镜（TEM）、X-射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱分析（XPS）和傅里叶红外光谱仪（FTIR）等表征,表明合成了零价钯纳米颗粒,主要分布在细胞外表面,平均直径约为15～40 nm,晶型结构良好。Bio-Pd在1.5 h内对甲基绿还原达到99％。通过紫外-可见吸收光谱（UV-visible）、液相色谱-质谱联用（LC-MS）等手段对甲基绿（MG）及还原产物进行分析,产物主要为4-(N,N-二甲基氨基)-4′-(N′,N′-二甲基氨基)二苯甲酮(DDBP),4-(N-乙基-N,N-二甲基氨基)-4′-(N′,N′-二甲基氨基)二苯甲酮(ED-DBP)。 结果表明,腐生葡萄球菌Staphylococcus sp. JJ-1合成钯纳米颗粒并高效催化还原甲基绿。     

纳米铜对小油菜（Brassica chinensis L.）种子发芽和幼苗生理生化特性的影响

通过纸床培养,探究了不同剂量（1、2、4、6、8、10 mg·L^-1）纳米铜（Copper nanoparticles,Cu NPs）对小油菜（Brassica chinensis L.）种子发芽、幼苗Cu含量、根细胞微观特征以及幼苗生理生化特性的影响。结果表明,不同浓度Cu NPs处理对种子发芽率无显著影响（P>0.05）,小油菜根和茎伸长量均随Cu NPs浓度增加先升高后降低,当Cu NPs添加量为2~10 mg·L^-1时小油菜根伸长抑制率为10.7%~59.9%,而当Cu NPs≥4 mg·L^-1时小油菜茎长显著低于对照组（P<0.05）,降低了4.8%~15.8%。幼苗体内Cu含量随着Cu NPs浓度的增加而升高。通过透射电子显微镜可以看出,添加10 mg·L^-1 Cu NPs使根细胞出现比较普遍的质壁分离现象。与对照组比较,Cu NPs处理后小油菜幼苗体内超氧化物歧化酶活性降低了4.5%~64.0%（1 mg·L^-1除外）,过氧化物酶降低幅度达到4.4%~59.3%,而不同浓度Cu NPs处理对小油菜幼苗体内过氧化氢酶活性影响不显著（P>0.05）,因此,小油菜生理生化特性对不同剂量Cu NPs响应不同。