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高富硒量螺旋藻的混养研究及硒的形态分析

陈填烽  
【摘要】:硒(Selenium)是唯一受基因调控的人体必需微量元素,螺旋藻(Spirulina platensis)是富集和转化硒的理想载体。本实验比较了不同加硒方法对螺旋藻富硒的影响,并在优化的加硒条件下对富硒螺旋藻进行混养研究;对藻体中的硒及藻代谢后排出藻细胞外的气态烷基硒进行形态分析;并对自养、异养和混养条件下螺旋藻超微结构的差异进行表征,取得了一些有意义的结果。 1.硒对螺旋藻具有刺激促进与致毒抑制的双重作用。对于一次性加硒法,在适当的硒浓度(≤150mg/L)下,钝顶螺旋藻能有效的富集、转化培养基中的无机硒为有机硒,并可同时观察到藻体中多种活性物质如类叶黄素、类胡萝卜素及叶绿素a、藻胆蛋白等含量的提高。但是,更高的硒浓度(≥200mg/L)胁迫处理在获得较高的硒富集量的同时,明显的抑制藻的生长,导致螺旋藻生物量及多种活性物质(包括光合色素及藻胆蛋白等)含量的降低。大部分硒的富集转化都是在大约3天内达到平衡,并且大部分(约90%)以有机硒的形式存在于藻体中。 2.在螺旋藻生长周期的第7、8、9三天分次加硒,既可提高富硒量又可降低高硒对螺旋藻的抑制作用。结果表明此加硒方法可提高其最终生物量(1.34g/L,对照组为1.18g/L),硒产量高达1743.06μg/L,且藻体中各种主要活性物质均有不同程度的增加,证明这是一种理想的富硒处理方法。 3.建立了Dansyl柱前衍生化-高效液相色谱法及Waters AccQ·Tag氨基酸HPLC分析法用于分离测定18种通用氨基酸及硒代蛋氨酸,效果满意。 4.按优化方法培养的富硒螺旋藻干粉中总硒含量为1.176mg/g,其中有机硒为1.105mg/g,有机化率为94%。Dansyl柱前衍生化-高效液相色谱法测定结果显示:藻体中含硒氨基酸主要形态为Se-Met,含量为0.261mg/g,按硒计则为0.105mg/g,占有机硒的9.5%,说明藻体内尚存在较多的其他形式的有机硒。 5.甲基化是硒在生物体中的重要代谢途径。本实验采用吹扫捕集-GC-MS方法测定气态硒化合物,共检测出二甲基硒、二甲基二硒两种,效果满意。并对其MS谱图的裂解机理进行探讨。基于硒的6种同位素在自然界中的分布规律,含硒有机化合物的MS裂解图谱一般都易于指认。一般80_(Se)、~(81)Se的丰度较高,可以它们作为含硒片断的指认依据。


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