多头绒泡菌的代谢物作为生物标志物的应用制造技术

本发明专利技术属于生物化学技术领域，具体涉及一种多头绒泡菌的代谢物作为生物标志物，在检测黑暗环境中纳米二氧化钛的应用。本发明专利技术首次以粘液菌为模型探讨nTiO2诱导细胞代谢干扰的研究，同时，提供了黑暗条件下nTiO2毒性机制的新视角，找到多头绒泡菌的代谢物作为生物标志物可以用于黑暗环境中的nTiO2检测；并表明代谢组学可作为快速、可靠和强大的工具来研究生物体、环境和纳米材料之间的相互作用。

【技术实现步骤摘要】
多头绒泡菌的代谢物作为生物标志物的应用
本专利技术属于生物化学
，具体涉及一种多头绒泡菌的代谢物作为生物标志物的应用。
技术介绍
纳米二氧化钛(nTiO2)已被广泛应用于造纸、涂料、纺织、化妆品、动物饲料等领域。纳米二氧化钛是中国生产第二重要的纳米材料，其年产量为800-1800t，欧洲和美国的年产量分别为55-3000t和7800-38000t。要将nTiO2广泛地应用于商业和释放到环境中需要深入了解其毒性机制，当暴露于阳光或紫外线时，nTiO2显示出很强的细胞毒性。研究显示：当nTiO2暴露于阳光或经过紫外线辐射后会通过光催化产生丰富的活性氧(ROS)，如O2·-和HO2·,这些ROS会造成环境中动物、植物、细菌和藻类细胞的氧化损伤；但是，关于生物体在黑暗环境下对nTiO2毒性的应对机制的没有报道。多头绒泡菌是一种典型的黏液霉菌真菌，主要生活在黑暗环境中，在发育周期内可分化成多种细胞类型。多头绒泡菌对环境刺激敏感，如化学物质、磁场、光和重力。此外，当多头绒泡菌生长在固体培养基上时，可以覆盖高达几平方厘米的面积而仍然作为单个细胞存在。单个大体积的多头绒泡菌可以提供足够的代谢产物进行检测。代谢组学用于检测细胞、组织和其他生物基质中小分子量代谢产物的水平，能反映出机体对遗传修饰、生理变化和环境刺激的动态反应。非靶向代谢组学分析可以提供生物体内代谢物扰动的准确信息，因此被认为是发现毒物暴露生物标志物、评估毒物作用模式、研究环境风险的有力手段。因具有高分辨率、高灵敏度和综合代谢物数据库，质谱(MS)被认为是代谢组学和气相色谱质谱(GC/MS)的主要分析方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种多头绒泡菌的代谢物作为生物标志物的应用，旨在解决现有环境中的nTiO2检测手段有限的技术问题。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术提供一种多头绒泡菌的代谢物作为生物标志物，在检测黑暗环境中纳米二氧化钛的应用；其中，所述代谢物包括果糖-6-磷酸、3,6-脱水-D-半乳糖、葡萄糖、葡萄糖-6-磷酸、5-磷酸核糖、半乳糖、D-阿拉伯糖醇、甘露糖、蔗糖、海藻糖、葡萄糖-1-磷酸、海藻糖-6-磷酸、柠檬酸、琥珀酸、富马酸、苹果酸、肌醇半乳糖苷、酒石酸、草酸、顺乌头酸、异麦芽糖、5-磷酸核酮糖、肌苷、腺苷、黄嘌呤、次黄嘌呤、鸟苷、胞苷、胞嘧啶、天门冬酰胺、天门冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酸盐、谷氨酰胺、甘氨酸、组氨酸、4-羟基脯氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、O-乙酰-L-丝氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸、谷胱甘肽、半胱胺、鸟氨酸、精氨酸、瓜氨酸、亚精胺、腐胺、5-羟基吲哚-3-乙酸、烟酰胺、烟草胺、芒柄花黄素、褪黑素和5-羟基色氨酸中的至少一种。在本专利技术中，采用气相色谱质谱的代谢组学，在黑暗条件下研究nTiO2对多头绒泡菌的影响。根据多变量模式识别分析发现，至少有60个与糖代谢、氨基酸代谢、核苷酸代谢、多胺生物合成、次生代谢相关的代谢生物标志物被nTiO2显著干扰；许多代谢生物标志物和通路都与生物体的抗氧化机制有关，这表明即使在黑暗条件下，nTiO2也可能诱发氧化应激；活性氧(ROS)，8-羟基-2-脱氧鸟苷(8-OHdG)和总可溶性酚(TSP)的生化水平进一步证实了这一结论。本专利技术首次以粘液菌为模型探讨nTiO2诱导细胞代谢干扰的研究，同时，提供了黑暗条件下nTiO2毒性机制的新视角，找到多头绒泡菌的代谢物作为生物标志物可以用于黑暗环境中的nTiO2检测；并表明代谢组学可作为快速、可靠和强大的工具来研究生物体、环境和纳米材料之间的相互作用。附图说明图1为：黑暗条件下，0mg/ml、5mg/ml、9mg/ml、15mg/ml和18mg/ml浓度nTiO2暴露三天对多头绒泡菌生长的影响，以平均值±标准偏差(n＝3)表示；图2为：样品的PCA和OPLS-DA得分图：(A)PCA评分图显示9mg/mlnTiO2处理组和对照组的差异；(B)PCA评分图显示15mg/mlnTiO2处理组和对照组的差异；(C)OPLS-DA得分图显示9mg/mlnTiO2处理组和对照组的差异；(D)OPLS-DA得分图显示15mg/mlnTiO2处理组(n＝6)和对照组的差异；对照组、9mg/ml和15mg/mlnTiO2处理组分别以圆圈○、三角形△、黑条■表示；图3为：在黑暗条件下nTiO2显著扰乱代谢途径的统计图；来自9和15mg/mlnTiO2处理组的代谢途径分别呈现为白条□和黑条■，统计学显着性线(-log(p值)＝1.30)和高度显着性线(p值＝2)分别以实线和虚线表示；图4为：在黑暗条件下，多头绒泡菌暴露于9和15mg/mlnTiO2组与对照组相比观察到的主要代谢扰乱的简化网络图；对每一种处理方法进行折叠变化计算(n＝6)，并将其与对照组的均值进行比较，曝光时间3天；图5为：通过生物化学的方法测定多头绒泡菌暴露于nTiO2下，其ROS、8-OHdG和TSP水平；(A)ROS水平的变化，△、○、□和◇分别代表0mg/ml、5mg/ml、9mg/ml、15mg/ml和18mg/mlnTiO2；(B)8-OHdG水平；(C)TSP水平，TSP含量以单宁酸当量(TAE)表示；竖条(条形统计图每一条的小标识)表示平均值的标准偏差(n＝5)，在黑暗条件下将多头绒泡菌暴露于nTiO2，暴露时间：3天。具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术实施例提供一种多头绒泡菌的代谢物作为生物标志物，在检测黑暗环境中纳米二氧化钛的应用；其中，所述代谢物包括果糖-6-磷酸、3,6-脱水-D-半乳糖、葡萄糖、葡萄糖-6-磷酸、5-磷酸核糖、半乳糖、D-阿拉伯糖醇、甘露糖、蔗糖、海藻糖、葡萄糖-1-磷酸、海藻糖-6-磷酸、柠檬酸、琥珀酸、富马酸、苹果酸、肌醇半乳糖苷、酒石酸、草酸、顺乌头酸、异麦芽糖、5-磷酸核酮糖、肌苷、腺苷、黄嘌呤、次黄嘌呤、鸟苷、胞苷、胞嘧啶、天门冬酰胺、天门冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酸盐、谷氨酰胺、甘氨酸、组氨酸、4-羟基脯氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、O-乙酰-L-丝氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸、谷胱甘肽、半胱胺、鸟氨酸、精氨酸、瓜氨酸、亚精胺、腐胺、5-羟基吲哚-3-乙酸、烟酰胺、烟草胺、芒柄花黄素、褪黑素和5-羟基色氨酸中的至少一种。在本专利技术实施例中，采用气相色谱质谱的代谢组学，在黑暗条件下研究nTiO2对多头绒泡菌的影响。根据多变量模式识别分析发现，至少有60个与糖代谢、氨基酸代谢、核苷酸代谢、多胺生物合成、次生代谢相关的代谢生物标志物被nTiO2显著干扰；许多代谢生物标志物和通路都与生物体的抗氧化机制有关，这表明即使在黑暗条件下，nTiO2也可能诱发氧化应激；活性氧(ROS)，8-羟基-2-脱氧鸟苷(8-OHdG)和总可溶性酚(TSP)的生化水平进一步证实了这一结论。本专利技术首次以粘液菌为模型探讨nTiO2诱导细胞代谢干扰的研究，同时，提供了黑暗条件下nTiO2毒性机制的新视角，找到多头绒泡菌的代本文档来自技高网...

【技术保护点】
多头绒泡菌的代谢物作为生物标志物，在检测黑暗环境中纳米二氧化钛的应用；其中，所述代谢物包括果糖‑6‑磷酸、3,6‑脱水‑D‑半乳糖、葡萄糖、葡萄糖‑6‑磷酸、5‑磷酸核糖、半乳糖、D‑阿拉伯糖醇、甘露糖、蔗糖、海藻糖、葡萄糖‑1‑磷酸、海藻糖‑6‑磷酸、柠檬酸、琥珀酸、富马酸、苹果酸、肌醇半乳糖苷、酒石酸、草酸、顺乌头酸、异麦芽糖、5‑磷酸核酮糖、肌苷、腺苷、黄嘌呤、次黄嘌呤、鸟苷、胞苷、胞嘧啶、天门冬酰胺、天门冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酸盐、谷氨酰胺、甘氨酸、组氨酸、4‑羟基脯氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、O‑乙酰‑L‑丝氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸、谷胱甘肽、半胱胺、鸟氨酸、精氨酸、瓜氨酸、亚精胺、腐胺、5‑羟基吲哚‑3‑乙酸、烟酰胺、烟草胺、芒柄花黄素、褪黑素和5‑羟基色氨酸中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.多头绒泡菌的代谢物作为生物标志物，在检测黑暗环境中纳米二氧化钛的应用；其中，所述代谢物包括果糖-6-磷酸、3,6-脱水-D-半乳糖、葡萄糖、葡萄糖-6-磷酸、5-磷酸核糖、半乳糖、D-阿拉伯糖醇、甘露糖、蔗糖、海藻糖、葡萄糖-1-磷酸、海藻糖-6-磷酸、柠檬酸、琥珀酸、富马酸、苹果酸、肌醇半乳糖苷、酒石酸、草酸、顺乌头酸、异麦芽糖、5-磷酸核酮糖、肌苷、腺苷、黄嘌呤、次黄嘌呤、鸟苷、胞苷、胞嘧啶、天门冬酰胺、天门冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酸盐、谷氨酰胺、甘氨酸、组氨酸、4-羟基脯氨酸、异亮氨酸、赖氨酸、O-乙酰-L-丝氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、丝氨酸、苏氨酸、色氨酸、酪氨酸、缬氨酸、谷胱甘肽、半胱胺、鸟氨酸、精氨酸、瓜氨酸、亚精胺、腐胺、5-羟基吲哚-3-乙酸、烟酰胺、烟草胺、芒柄花黄素、褪黑素和5-羟...

【专利技术属性】
技术研发人员：张智，刘士德，张建华，张天任，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东,44