一种发光菌阵列传感器检测手性物质的方法技术

本发明专利技术公开了一种发光菌阵列传感器检测手性物质的方法，该方法是将发光菌阵列传感器与待测样品混合反应后进行吸收光谱扫描，得到待测液的光谱数据，对光谱数据进行线性判别LDA分析，将LDA图谱中未知样本数据点的位置与已知类型手性物质数据点进行比对，即可判定待测液中手性物质的类型组成和含量；所述发光菌阵列传感器由多种发光细菌组成。本发明专利技术还公开了其在手性物质检测方面的应用。本发明专利技术所提供的方法用于手性识别，通过LDA处理矩阵数据，从而对不同手性和浓度的手性物质进行了正确识别，并对其识别的机理进行了初步的探究；该方法具操作简单，能够用于手性快速检测，具有一定的实用性和应用前景。定的实用性和应用前景。定的实用性和应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种发光菌阵列传感器检测手性物质的方法


[0001]本专利技术属于分析检测
，具体涉及一种发光菌阵列传感器检测手性物质的方法。

技术介绍

[0002]目前手性分离和手性传感技术是主要的手性分析手段。其中，手性分离技术包括结晶法、酶动力学法、色谱法、毛细管电泳法等，这些技术己被证明是有效的手性分析方法，但也有明显的不足之处，如容易引起生物类手性选择剂和分析对象的构型变化或失活、仪器成本高、操作繁琐、分析时间长以及难以实现原位和在线检测等缺点。相对于手性分离技术的不足，手性传感技术具有简单、经济、快速和高通量等优点，更能满足药物开发、临床诊断和手性催化剂筛选等领域的要求。与所有手性识别方法一样，手性传感器也需要有手性选择剂用于实现对映体识别。通常，手性选择剂可以是常规的手性分子如手性冠醚、环糊精及蛋白质等，也可能是一些手性的超分子组装体及纳米复合材料等。迄今为止手性传感技术已得到蓬勃发展并取得长足进步，但它们在手性药物分析实践中的应用远没有经典手性色谱分离等手段广泛。制约手性传感器的广泛应用的瓶颈在于，不管是基于手性分子、超分子组装体乃至纳米复合材料的手性传感器，当不同对映体共存时，它们同时产生的信号往往无法区分而相互干扰。因此，推进手性传感器在药物分析领域的实际应用的一个主要途径为提高其对映体差异性识别能力。
[0003]众所周知，组成生物体的主要生物分子都是以严格单一手性形式存在的。因此生物体系具有超强的手性识别能力，相关的生理过程可呈现出100％的对映体选择性。手性在药物研究中的重要性就是来源于生物体的这种超强对映体识别能力。这也表明，生物体系具有人工合成手性选择剂以及蛋白质等生物分子完全无法比拟的对映体差异性识别效果。因此，如果能以活的“生物体”为手性选择剂用于手性传感技术，将大大提高其手性分析的能力。而细菌等微生物也是一个精密、复杂的单一手性体系，并且是可以被不断消耗的资源，尤其是发光细菌恰好兼具了手性识别及信号转导两个功能。因此，发光细菌就是一个完整的手性生物发光传感器。不同的手性对映体会对发光细菌造成不同的生物效应，从而会改变发光细菌的某些生物化学过程，进而造成其生物发光系统受到影响
‑‑
促进或抑制。
[0004]目前，已有多家仪器公司利用天然的发光细菌开发出了各种环境毒物检测仪器，在环境监测领域发挥重要的作用。然而，基于天然发光细菌的毒物检测是不具有分子选择性的，只是一个模糊的衡量指标。最大的原因在于天然发光细菌的功能单一，尽管具有潜力但还无法满足更精细的定性及定量分析需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的主要目的在于提供一种发光菌阵列传感器检测手性物质的方法，以实现对手性物质进行同时定性及定量分析，为手性物质的检测提供可参考的新的分析方法。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0007]第一方面，一种发光菌阵列传感器检测手性物质的方法，所述方法是将发光菌阵列传感器与待测液混合反应后进行吸收光谱扫描，得到待测液的光谱数据，对光谱数据进行线性判别LDA分析，将LDA图谱中未知样本数据点的位置与已知类型手性物质数据点进行比对，即可判定待测液中手性物质的类型组成和含量；所述发光菌阵列传感器由至少两种发光细菌组成。
[0008]在某些具体实施方案中，所述发光细菌为重组大肠杆菌E.coli、根癌农杆菌A.tumefaciens/c58、枯草芽孢杆菌B.subtilis和天然发光细菌费氏弧菌V.fischeri。
[0009]在某些具体实施方案中，所述已知类型手性物质的LDA图谱是将发光菌阵列传感器与不同浓度的已知类型手性物质混合后进行扫描，得到待测液的光谱数据，对光谱数据进行线性判别LDA分析获得的。
[0010]在某些具体实施方案中，所述手性物质为单糖、手性催化剂和药物中的一种。
[0011]进一步，所述单糖为葡萄糖、核糖、木糖、甘露糖、半乳糖和阿拉伯糖中的一种或多种。
[0012]进一步，所述单糖为葡萄糖、木糖和甘露糖中的一种或多种。
[0013]在某些具体实施方案中，所述单糖浓度为10
‑
1000μM。
[0014]进一步，所述单糖的浓度为50
‑
500μM。
[0015]第二方面，根据前述方法在手性物质检测方面的应用。
[0016]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下优点：
[0017]本专利技术的方法用于手性识别，通过LDA处理矩阵数据，从而同时对不同手性和浓度的手性物质(单糖、甜味剂)进行了正确识别，并对其识别的机理进行了初步的探究；该方法具操作简单，能够用于手性快速检测，具有一定的实用性和应用前景。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0019]图1为本专利技术所提供的方法中四种发光细菌的归一化生物发光光谱(a)和生物发光强度(b)；
[0020]图2为本专利技术实施例2中不同单糖的分类散点图；
[0021]图3为实施例3中不同L/D构型比例单糖线性回归图；
[0022]图4为实施例4中不同甜味剂的分类散点图；
[0023]图5为本专利技术所提供的发光菌阵列传感器检测手性物质的方法的四种发光细菌测试核糖时MTT结晶量柱状图。
具体实施方式
[0024]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0025]下述实施例中，本申请人以手性物质
‑
单糖为例，对发光菌阵列传感器检测手性物质的方法进行举例说明。
[0026]下述实施例中，所使用的发光细菌的浓度均为1.3
×
107cfu/mL
‑1，同时发光细菌与单糖的体积比均为1:1。
[0027]实施例1：发光细菌的构建
[0028]本申请中的发光细菌为重组大肠杆菌E.coli、根癌农杆菌A.tumefaciens/c58、枯草芽孢杆菌B.subtilis和天然发光细菌费氏弧菌V.fischeri。其中重组大肠杆菌E.coli(EC
‑
lux)、根癌农杆菌A.tumefaciens/c58(AT
‑
lux)、枯草芽孢杆菌B.subtilis(BS
‑
lux)的构建方法为：将购买的含有Lux发光基因的商业质粒，通过CaCl2化学诱导法转化至相应的细菌中，成功构建重组大肠杆菌E.coli、根癌农杆菌A.tumefaciens/c58、枯草芽孢杆菌B.subtilis三种重组发光细菌，并用酶标仪对三种重组菌和天然发光细菌费氏弧菌(V.fischeri)在相同的细胞浓度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发光菌阵列传感器检测手性物质的方法，其特征在于，所述方法是将发光菌阵列传感器与待测液混合反应后进行吸收光谱扫描，得到待测液的光谱数据，对光谱数据进行线性判别LDA分析，将LDA图谱中未知样本数据点的位置与已知类型手性物质数据点进行比对，即可判定待测液中手性物质的类型组成和含量；所述发光菌阵列传感器由至少两种发光细菌组成。2.根据权利要求1所述的发光菌阵列传感器检测手性物质的方法，其特征在于，所述发光细菌为重组大肠杆菌E.coli、根癌农杆菌A.tumefaciens/c58、枯草芽孢杆菌B.subtilis和天然发光细菌费氏弧菌V.fischeri。3.根据权利要求1或2所述的发光菌阵列传感器检测手性物质的方法，其特征在于，所述已知类型手性物质的LDA图谱是将发光菌阵列传感器与不同浓度的已知类型手性物质混合后进行扫描，得到待测液的光谱数据，对光谱数据进行线性...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋雪梅，苏玉陈，岳思成，朱彦华，李玉芳，彭兴杰，盖增，段红英，
申请(专利权)人：重庆大清医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：