矿物PM2.5对活体菌近膜物质作用及活性研究

发布时间：2017-08-08 13:43

  本文关键词：矿物PM2.5对活体菌近膜物质作用及活性研究

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【摘要】：人工和天然超细颗粒形成的大气颗粒物(particulate matter,PM)是造成空气污染的最主要来源之一,其中,超细矿物颗粒物和微生物是大气颗粒物的重要组成部分。超细矿物细颗粒物除可作为微生物输运载体、生存营养源之外,还可能因其尺寸效应、表面活性以及化学组分等对共存微生物产生影响。此外,超细矿物颗粒物经呼吸通道与鼻腔、口腔等人体器官或皮肤表面正常菌群作用后,是否会改变微生物对人体健康的危害等尚不十分清楚,因此开展矿物细颗粒对微生物活性研究工作是必须的。本课题以石英、方解石、纳米SiO_2(Nano-SiO_2)、内米CaCO_3 (Nano-CaCO_3)为矿物细颗粒对象,大肠杆菌、金黄色葡萄球菌为微生物对象,研究了矿物细颗粒与微生物在PBS缓冲液/养基体系作用活性氧自由基、羟基自由基等变化。以及矿物细颗粒对微生物胞内物质活性的影响。采用荧光分光光度法,检测作用体系中羟自由基(·OH),活性氧自由基(ROS)以及胞内活性氧自由基变化。利用SEM/红外光谱分析了作用后微生物表面形貌、基团的变化。利用全自动生化分析仪、SOD试剂盒分析了微生物胞内活性物质的变化随矿物细颗粒浓度/用时间增加,作用体系中ROS、羟自由基生成量显著增高,呈剂量-效应关系/时间-效应关系。培养基作用体系中,随着时间的增加,各个反应体系中ROS荧光强度增加。培养基体系中ROS生成能力方解石Nano-CaCO_3石英Nano-SiO_2,羟基自由基生成能力方解石Nano-CaCO_3石英Nano-SiO_2。微生物加入粉尘中,体系中自由基均有一定程度的降低。金黄色葡萄球菌加入体系较大肠杆菌加入体系中自由基低。微生物与矿物颗粒作用24h后石英能导致微生物出现拉伸,凹陷,破裂等现象；纳米SiO_2由于其纳米颗粒,能粘附在微生物表面,接触部位,菌体形态出现断裂、破裂现象。高浓度方解石/米CaCO_3加入,不仅对细菌表面蛋白质基团产生影响,而且对细菌表面磷酸二酯基团产生影响；石英/米SiO_2加入,磷酸二酯基团的对称伸缩振动峰与反对称振动峰逐渐消失,蛋白质分子中甲基的对称弯曲振动峰发生红移。矿物细颗粒与微生物作用24h后,矿物细颗粒加入均会导致菌胞内活性氧自由基升高,且呈现浓度-剂量效应。由于活性氧自由基升高,超氧化物歧化酶开始清除自由基,其活性均有所下降。由于矿物细颗粒加入导致细菌通透性发生变化,乳酸脱氢酶释放,其活性有所上升。有机物污染矿物细颗粒的加入均会导致胞内ROS荧光强度升高,结果中得出二醊英影响效果最为明显,其次为苯并芘,较弱的为林丹。
【关键词】：矿物细颗粒 微生物 自由基 活性物质
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X51;O657.3
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 1 绪论12-23
• 1.1 研究目的和意义12-14
• 1.2 国内外研究现状和存在问题14-20
• 1.2.1 矿物细颗粒特性研究14-15
• 1.2.2 矿物细颗粒的细胞毒性研究15-17
• 1.2.3 金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的致病性相关研究17
• 1.2.4 矿物颗粒/微生物相互作用研究现状17-19
• 1.2.5 存在问题19-20
• 1.3 本课题的主要来源、研究内容及技术路线20-23
• 1.3.1 本课题的主要来源20
• 1.3.2 主要研究内容及技术路线20-23
• 2 微生物及矿物细颗粒的选取与表征23-33
• 2.1 微生物选取及培养基配置23-24
• 2.2 细菌生理特性24-28
• 2.2.1 生长曲线24-25
• 2.2.2 微生物表面基团分析25-27
• 2.2.3 微生物SEM分析27-28
• 2.3 PM2.5矿物颗粒理化性质分析28-33
• 2.3.1 粒度分析28-29
• 2.3.2 物相组成及化学分析29-30
• 2.3.3 矿样表面形貌及基团分析30-33
• 3 初期对PM2.5矿物细颗粒与微生物作用体系中自由基研究33-53
• 3.1 不同作用体系中活性氧自由基研究33-46
• 3.1.1 主要仪器与试剂33
• 3.1.2 试验方法33-34
• 3.1.3 矿物颗粒/微生物作用后体系中活性氧自由基(ROS)结果分析34-46
• 3.2 PBS缓冲液体系中作用羟基自由基研究46-52
• 3.2.1 试验方法46-47
• 3.2.2 矿物细颗粒/微生物作用后体系中羟基自由基(·OH)结果分析47-52
• 3.3 本章小结52-53
• 4 PM2.5矿物颗粒/微生物作用体系界面特性分析53-64
• 4.1 矿物颗粒影响微生物形态变化53-58
• 4.1.1 实验材料53-54
• 4.1.2 实验方法54
• 4.1.3 矿物颗粒/微生物作用后微生物形态分析54-58
• 4.2 矿物细颗粒/细菌作用表面官能团变化58-63
• 4.2.1 实验试剂及仪器设备58
• 4.2.2 试验方法58
• 4.2.3 矿物细颗粒与微生物作用细菌表面官能团变化结果58-63
• 4.3 本章小结63-64
• 5 PM2.5矿物颗粒对微生物作用生化结果研究64-87
• 5.1 矿物颗粒对微生物胞内活性氧自由基的影响64-72
• 5.1.1 实验材料64
• 5.1.2 实验方法64-65
• 5.1.3 大肠杆菌实验组结果分析65-69
• 5.1.4 金黄色葡萄球菌实验组结果分析69-72
• 5.2 矿物颗粒物对微生物作用生化结果分析72-82
• 5.2.1 试验方法72-73
• 5.2.2 大肠杆菌/石英、Nano SiO_2作用生化结果分析73-75
• 5.2.3 大肠杆菌/方解石、Nano CaCO_3作用生化结果分析75-78
• 5.2.4 金黄色葡萄球菌/石英、Nano SiO_2作用生化结果分析78-79
• 5.2.5 金黄色葡萄球菌/方解石、Nano CaCO_3作用生化结果分析79-82
• 5.3 模拟有机染矿物细颗粒对微生物胞内自由基释放研究82-86
• 5.3.1 有机污染石英细颗粒对大肠杆菌胞内自由基影响82-83
• 5.3.2 有机污染纳米SiO_2对大肠杆菌胞内自由基影响83-84
• 5.3.3 有机污染石英细颗粒对金黄色葡萄球菌胞内自由基影响84-85
• 5.3.4 有机污染纳米SiO_2对金黄色葡萄球菌胞内自由基影响85-86
• 5.4 本章小结86-87
• 6 矿物颗粒对微生物近膜物质作用机理探讨87-93
• 6.1 矿物细颗粒释放自由基初探87-88
• 6.2 羟基自由基作用机理的初步分析88-91
• 6.2.1 氨基酸氧化分解88
• 6.2.2 磷脂的过氧化88-89
• 6.2.3 脱氧核糖核酸(DNA)的断裂89-91
• 6.2.4 自由基作用机理的初步分析91
• 6.3 矿物细颗粒与金葡/大肠杆菌界膜作用机理初探91-93
• 结论93-95
• 致谢95-96
• 参考文献96-101
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果101

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本文编号：640308