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原子力显微镜在细菌研究中的应用

刘保友  
【摘要】:原子力显微镜(atomic force microscopy,AFM)在生物学中的应用发展迅猛,主要在于AFM在研究生物学材料时有几个优于普通显微镜技术的好处。例如,AFM可直接对大多数生理状态的生物学分子和细胞进行成像,并且不需要样品的繁琐处理,以分子分辨率可获得样品表面形貌结构的三维图像。 许多学者使用AFM已在微生物学方面进行了广泛研究,包括形貌观察、药物机制的探讨、如弹性等表面性质的研究、纳米机械运动的实时检测等。AFM尤其在细菌样品上研究得较多,这是因为细菌的通常尺寸(μm)也正适合于用AFM进行研究。据文献资料,细菌AFM制样还存在问题,富勒醇对细菌的作用效果还未见报道,等等。鉴于此,本文使用新技术AFM就细菌制样、戊二醛在细菌上的固定作用效果、富勒醇等物质对细菌的作用机制、枯草杆菌的自溶等内容进行了初步研究。本论文的主要研究结果如下: 1.本文首先选择了在烟草植株上普遍发生并引起毁灭性病害的烟草野火病菌,系统研究了该菌在不同衬底上的粘附固定效果,寻找到更为简便有效的制样衬底APTES-云母;并验证了APTES-云母衬底对另一种G~-细菌棉花角斑病菌和一种G~+细菌枯草杆菌亦获得较好的结果。 2.使用AFM评价了戊二醛在不同细菌上的固定效果。研究结果表明,戊二醛固定后,AFM观察结果发生了明显改变,包括细菌高度增加、表面皱褶的出现和更清晰图像的获得。 3.具有潜在应用价值的富勒醇对烟草野火病菌和枯草杆菌的个体大小和表面形貌未发生明显的影响,但可显著促进两种细菌的繁殖。通过AFM所获得这些直观结果,结合前人对富勒烯衍生物的研究结果,推测富勒醇的作用机制可能与其自由基清除能力和胞间信号转导作用有关。 4.对自溶的过程系统观察结果表明,枯草杆菌不论是否存在于含有C源和N源培养环境中,在冷激和单价阳离子存在的情况下总能发生自


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