环境中病原微生物荧光检测新方法及仿生酶污泥减量化技术研究
发布时间：2024-04-27 06:36
随着环境污染问题的日益严重,环境中的病原微生物在人们的生活中到处可见,因对其严重性以及危害性的忽视,所以经常出现由致病菌引起的传染性疾病的爆发事件。传统的微生物学检验方法已不能满足这种突发性与规模性疾病检测的需要,所以,亟需开发出准确、快速、高效的环境中病原微生物的检测技术。此外,城镇污水处理厂污泥产量的剧增与普遍未得到有效处理处置的现状,同样成为十分严峻的环境问题。污泥中含有大量的病原微生物、重金属以及持久性有机物等有毒有害物质,可能会对地下水、土壤等造成二次污染,严重威胁到环境安全与人们的健康。所以,污泥有效的处理和处置问题,亦成为了众多环保人士关注的焦点。 本课题组在荧光分析检测方面有着扎实的研究基础,同时对卟啉及卟啉衍生物的合成与应用等方面同样开展了大量的基础性研究,并取得了一定的研究成果。基于上述两大环境问题以及本课题组的研究基础,本论文对环境中病原微生物的快速检测方法以及对剩余污泥的减量化方面进行探讨,研究的具体内容主要有以下五部分： (1)建立了一种基于双探针串联DNA杂交以及时间分辨荧光分析法的大肠杆菌的快速检测方法。实验结果显示,固定在玻片表面的最佳捕获探针浓度为1....
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
插图索引
附表索引
第1章 绪论
1.1 荧光分析法
1.1.1 荧光
1.1.2 荧光光谱
1.1.3 荧光材料
1.1.4 荧光分析法概述
1.2 荧光分析法在环境样品检测中的应用
1.2.1 同步荧光分析技术在环境样品检测中的应用
1.2.2 实时荧光定量PCR技术在环境样品检测中的应用
1.2.3 时间分辨荧光技术在环境样品检测中的应用
1.2.4 荧光共振能量转移技术在环境样品检测中的应用
1.2.5 荧光偏振分析技术在环境样品检测中的应用
1.3 环境中病原微生物的检测方法
1.3.1 病原微生物概况
1.3.2 传统的病原微生物检测方法
1.3.3 现有的病原微生物快速检测技术
1.4 仿生酶技术
1.4.1 酶的概述
1.4.2 细胞色素P450单加氧酶
1.4.3 金属卟啉仿生酶
1.5 城市剩余污泥处理现状
1.5.1 污泥的理化特性
1.5.2 污泥的危害
1.5.3 城市污泥处理处置技术
1.5.4 外加酶技术在污泥厌氧消化中的研究现状
1.6 本文构想
第2章 基于长寿命荧光铕配合物的环境介质中大肠杆菌检测方法研究
2.1 前言
2.2 材料与方法
2.2.1 实验仪器
2.2.2 实验试剂及原料
2.2.3 菌种来源
2.2.4 培养基的配方
2.2.5 缓冲溶液的配制
2.2.6 寡核苷酸探针的设计与合成
2.2.7 双探针串联杂交模式的建立
2.2.8 捕获探针的固定
2.2.9 识别探针的固定
2.2.10 核酸的提取方法
2.2.11 双探针串联与目标DNA的杂交实验
2.2.12 杂交结果的检测
2.3 结果与讨论
2.3.1 捕获探针浓度的影响
2.3.2 杂交温度的影响
2.3.3 杂交时间的影响
2.3.4 洗涤时间的影响
2.3.5 杂交体系特异性分析
2.3.6 杂交体系的灵敏度分析
2.3.7 初步应用研究
2.4 本章小结
第3章 基于长寿命荧光铕配合物的食品中金黄色葡萄球菌检测方法研究
3.1 前言
3.2 材料与方法
3.2.1 实验试剂
3.2.2 实验仪器
3.2.3 菌种来源
3.2.4 培养基配方
3.2.5 缓冲溶液的配制
3.2.6 寡核苷酸探针的设计与合成
3.2.7 杂交模型的建立
3.2.8 捕获探针的固定
3.2.9 识别探针的固定
3.2.10 核酸的提取方法
3.2.11 杂交实验
3.3 结果与讨论
3.3.1 杂交温度的优化
3.3.2 杂交时间的优化
3.3.3 洗涤时间的优化
3.3.4 杂交特异性分析
3.3.5 杂交体系的灵敏度分析
3.3.6 食物样品的检测
3.3.7 与其他类似方法的对比
3.4 本章小结
第4章 基于长寿命发光核壳型纳米颗粒的环境病原微生物检测方法研究
4.1 前言
4.2 材料与方法
4.2.1 实验仪器与试剂
4.2.2 铕配合物纳米颗粒的制备
4.2.3 寡核苷酸探针的设计与合成
4.2.4 捕获探针的固定
4.2.5 识别探针的固定
4.2.6 核酸的提取方法
4.2.7 基于时间分辨荧光法的DNA杂交模型
4.2.8 杂交过程与结果检测
4.3 结果与讨论
4.3.1 正相微乳液法制备的纳米颗粒的表征
4.3.2 反相微乳液法制备的纳米颗粒的表征
4.3.3 反相微乳液法制备IgG修饰铕配合物纳米颗粒的表征
4.3.4 IgG修饰铕配合物纳米颗粒在溶液中的泄漏检测
4.3.5 基于IgG修饰铕配合物纳米颗粒标记的病原微生物DNA检测方法的
灵敏度实验
4.4 本章小结
第5章 基于水溶性萘酰亚胺的荧光共振能量转移的核酸竞争杂交检测
5.1 前言
5.2 材料与方法
5.2.1 实验试剂
5.2.2 实验材料
5.2.3 透析带的处理
5.2.4 DNA探针的前处理及存储
5.2.5 琼脂糖凝胶电泳实验
5.2.6 杂交过程
5.2.7 结果检测
5.3 结果与讨论
5.3.1 Donor probe与EEN染料的有效连接
5.3.2 Donor及Acceptor探针杂交后荧光能量转移的可行性
5.3.3 基于荧光共振能量转移的待测目标DNA检测
5.3.4 供体染料与受体染料的距离对荧光共振能量转移的影响
5.4 本章小结
第6章 基于金属铁卟啉的仿生酶技术在剩余污泥消解过程的应用
6.1 前言
6.2 材料与方法
6.2.1 实验试剂
6.2.2 实验仪器
6.2.3 四-(4-氨基苯基)卟啉(TAPP)的合成与表征
6.2.4 金属铁卟啉Fe(TAPP)Cl的合成
6.2.5 金属铁卟啉Fe(TAPP)Cl的固载
6.2.6 剩余污泥的来源
6.2.7 检测与分析方法
6.3 结果与讨论
6.3.1 金属铁卟啉Fe(TAPP)Cl的表征
6.3.2 玻璃球表面固载铁卟啉处理剩余污泥的结果检测
6.3.3 铁卟啉乙醇液处理剩余污泥的结果检测
6.3.4 处理时间的优化结果
6.3.5 处理温度的优化结果
6.3.6 铁卟啉投加量的优化结果
6.4 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间发表论文目录
附录B 攻读学位期间申请与获得授权的专利目录
附录C 攻读学位期间参与的科研项目
本文编号：3965493
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
插图索引
附表索引
第1章 绪论
1.1 荧光分析法
1.1.1 荧光
1.1.2 荧光光谱
1.1.3 荧光材料
1.1.4 荧光分析法概述
1.2 荧光分析法在环境样品检测中的应用
1.2.1 同步荧光分析技术在环境样品检测中的应用
1.2.2 实时荧光定量PCR技术在环境样品检测中的应用
1.2.3 时间分辨荧光技术在环境样品检测中的应用
1.2.4 荧光共振能量转移技术在环境样品检测中的应用
1.2.5 荧光偏振分析技术在环境样品检测中的应用
1.3 环境中病原微生物的检测方法
1.3.1 病原微生物概况
1.3.2 传统的病原微生物检测方法
1.3.3 现有的病原微生物快速检测技术
1.4 仿生酶技术
1.4.1 酶的概述
1.4.2 细胞色素P450单加氧酶
1.4.3 金属卟啉仿生酶
1.5 城市剩余污泥处理现状
1.5.1 污泥的理化特性
1.5.2 污泥的危害
1.5.3 城市污泥处理处置技术
1.5.4 外加酶技术在污泥厌氧消化中的研究现状
1.6 本文构想
第2章 基于长寿命荧光铕配合物的环境介质中大肠杆菌检测方法研究
2.1 前言
2.2 材料与方法
2.2.1 实验仪器
2.2.2 实验试剂及原料
2.2.3 菌种来源
2.2.4 培养基的配方
2.2.5 缓冲溶液的配制
2.2.6 寡核苷酸探针的设计与合成
2.2.7 双探针串联杂交模式的建立
2.2.8 捕获探针的固定
2.2.9 识别探针的固定
2.2.10 核酸的提取方法
2.2.11 双探针串联与目标DNA的杂交实验
2.2.12 杂交结果的检测
2.3 结果与讨论
2.3.1 捕获探针浓度的影响
2.3.2 杂交温度的影响
2.3.3 杂交时间的影响
2.3.4 洗涤时间的影响
2.3.5 杂交体系特异性分析
2.3.6 杂交体系的灵敏度分析
2.3.7 初步应用研究
2.4 本章小结
第3章 基于长寿命荧光铕配合物的食品中金黄色葡萄球菌检测方法研究
3.1 前言
3.2 材料与方法
3.2.1 实验试剂
3.2.2 实验仪器
3.2.3 菌种来源
3.2.4 培养基配方
3.2.5 缓冲溶液的配制
3.2.6 寡核苷酸探针的设计与合成
3.2.7 杂交模型的建立
3.2.8 捕获探针的固定
3.2.9 识别探针的固定
3.2.10 核酸的提取方法
3.2.11 杂交实验
3.3 结果与讨论
3.3.1 杂交温度的优化
3.3.2 杂交时间的优化
3.3.3 洗涤时间的优化
3.3.4 杂交特异性分析
3.3.5 杂交体系的灵敏度分析
3.3.6 食物样品的检测
3.3.7 与其他类似方法的对比
3.4 本章小结
第4章 基于长寿命发光核壳型纳米颗粒的环境病原微生物检测方法研究
4.1 前言
4.2 材料与方法
4.2.1 实验仪器与试剂
4.2.2 铕配合物纳米颗粒的制备
4.2.3 寡核苷酸探针的设计与合成
4.2.4 捕获探针的固定
4.2.5 识别探针的固定
4.2.6 核酸的提取方法
4.2.7 基于时间分辨荧光法的DNA杂交模型
4.2.8 杂交过程与结果检测
4.3 结果与讨论
4.3.1 正相微乳液法制备的纳米颗粒的表征
4.3.2 反相微乳液法制备的纳米颗粒的表征
4.3.3 反相微乳液法制备IgG修饰铕配合物纳米颗粒的表征
4.3.4 IgG修饰铕配合物纳米颗粒在溶液中的泄漏检测
4.3.5 基于IgG修饰铕配合物纳米颗粒标记的病原微生物DNA检测方法的
灵敏度实验
4.4 本章小结
第5章 基于水溶性萘酰亚胺的荧光共振能量转移的核酸竞争杂交检测
5.1 前言
5.2 材料与方法
5.2.1 实验试剂
5.2.2 实验材料
5.2.3 透析带的处理
5.2.4 DNA探针的前处理及存储
5.2.5 琼脂糖凝胶电泳实验
5.2.6 杂交过程
5.2.7 结果检测
5.3 结果与讨论
5.3.1 Donor probe与EEN染料的有效连接
5.3.2 Donor及Acceptor探针杂交后荧光能量转移的可行性
5.3.3 基于荧光共振能量转移的待测目标DNA检测
5.3.4 供体染料与受体染料的距离对荧光共振能量转移的影响
5.4 本章小结
第6章 基于金属铁卟啉的仿生酶技术在剩余污泥消解过程的应用
6.1 前言
6.2 材料与方法
6.2.1 实验试剂
6.2.2 实验仪器
6.2.3 四-(4-氨基苯基)卟啉(TAPP)的合成与表征
6.2.4 金属铁卟啉Fe(TAPP)Cl的合成
6.2.5 金属铁卟啉Fe(TAPP)Cl的固载
6.2.6 剩余污泥的来源
6.2.7 检测与分析方法
6.3 结果与讨论
6.3.1 金属铁卟啉Fe(TAPP)Cl的表征
6.3.2 玻璃球表面固载铁卟啉处理剩余污泥的结果检测
6.3.3 铁卟啉乙醇液处理剩余污泥的结果检测
6.3.4 处理时间的优化结果
6.3.5 处理温度的优化结果
6.3.6 铁卟啉投加量的优化结果
6.4 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间发表论文目录
附录B 攻读学位期间申请与获得授权的专利目录
附录C 攻读学位期间参与的科研项目
本文编号：3965493
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