趨磁螺菌群體磁性檢測(cè)儀的研發(fā).pdf

1、中圖分類號(hào)Q竺三：3塑UDC5798碩士學(xué)位論文學(xué)校代碼!Q堇三三密級(jí)公玨趨磁螺菌群體磁性檢測(cè)儀的研發(fā)ResearchanddevelopmentofMagnetospirillumgroupmagnetismdetector作者姓名：學(xué)科專業(yè)：研究方向：學(xué)院(系、所)：指導(dǎo)教師：副指導(dǎo)老師：霍轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)生物學(xué)微生物學(xué)資源加工與生物工程學(xué)院劉新星教授楊英杰副教授論文答辯Et期型壘：』：蘭2，答辯委員會(huì)中南大學(xué)2014年5月中南大學(xué)碩士學(xué)位論文

2、摘要趨磁螺菌群體磁性檢測(cè)儀的研發(fā)摘要：趨磁螺菌因其能形成磁小體而具有趨磁特性，本文致力于自行設(shè)計(jì)并組裝一種趨磁螺菌群體磁性檢測(cè)儀，并以趨磁螺菌MagnetospirillumgryphiswaldenseMSR1為測(cè)試對(duì)象，利用該檢測(cè)儀半定量檢測(cè)其群體磁性，以解決趨磁螺菌群體的胞內(nèi)磁小體形成情況難以表征的困難，為趨磁細(xì)菌的磁性表征提供方便、快捷、靈敏的檢測(cè)手段。首先，本文基于光散射原理自行構(gòu)建了趨磁螺菌群體磁性檢測(cè)儀，包括磁系統(tǒng)和光電檢

3、測(cè)系統(tǒng)。磁系統(tǒng)由永磁體、硅鋼片和純鐵片組成，產(chǎn)生42mT勻強(qiáng)磁場(chǎng)；光電檢測(cè)系統(tǒng)由可充電蓄電池、發(fā)光二極管、硅光電池、精密萬(wàn)用表、支架等構(gòu)成，分別檢測(cè)趨磁螺菌在勻強(qiáng)磁場(chǎng)與光線平行和垂直時(shí)的光散射值。所構(gòu)建勻強(qiáng)磁場(chǎng)用MATLAB偏微分方程工具箱和ANSYS軟件建模并分析后，結(jié)果均顯示該磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，且磁感應(yīng)強(qiáng)度的實(shí)際值與模擬值無(wú)顯著性差異，具有一致性；光電檢測(cè)系統(tǒng)具有良好的穩(wěn)定性和靈敏性。然后，對(duì)Magnetospirillumgryph

4、iswaldenseMSR1的培養(yǎng)條件進(jìn)行了優(yōu)化研究，以期在具有較高生物量的同時(shí)可獲得高產(chǎn)量磁小體。分別探索了接種濃度、裝瓶量、補(bǔ)充鐵源、Zn2等因素對(duì)該菌生長(zhǎng)及磁小體形成的影響。結(jié)果表明，初始接種濃度為l106個(gè)／mL時(shí)延滯期較短且穩(wěn)定期較長(zhǎng)，較為適宜；不充氮?dú)鈨H通過(guò)裝瓶量控制氧濃度不能滿足該菌生長(zhǎng)的需要；在對(duì)數(shù)期中期補(bǔ)充鐵源可以有效增加磁小體產(chǎn)量，平均每個(gè)菌體增加43個(gè)磁小體；補(bǔ)充zn2不但不能提高最大生物量和磁小體產(chǎn)量，卻擾亂磁小

5、體鏈狀。最后，本文利用以上檢測(cè)儀檢測(cè)MSR1群體磁性，以驗(yàn)證儀器性能。制備梯度樣品，使含磁小體菌體占總菌體百分比分別為0％，20％，40％，60％，80％，100％，并測(cè)其在平行與垂直磁場(chǎng)下的光散射值，分別記為OD，，和ODJ，定義磁性物理量：Cm。g=(OD／／／OD)1。結(jié)果顯示，含磁小體菌體百分比與Cm。。呈線性相關(guān)，一元回歸方程為y=22029x00519，R09383；經(jīng)F檢驗(yàn)，回歸方程線性在001水平上具有顯著性：t檢驗(yàn)的P