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纳米材料影响污损早期微生物附着过程的初步研究
| 论文题名： | 纳米材料影响污损早期微生物附着过程的初步研究 |
| 关键词： | 海洋污损生物;生物附着动力;纳米材料;海洋防污漆;量子尺寸效应 |
| 摘要： | 海洋污损生物附着在船舶和各种水下人工设施上，对人类的经济活动造成不利的影响。查阅文献得知早期海洋微生物膜的形成过程是整个海洋污损生物附着动力过程的一个重要节点。因此,干扰、抑制微生物膜的形成对于防治污损意义重大。由于纳米材料具有表面效应和量子尺寸效应等特性,它可以影响一些诸如蛋白质、核酸分子等生物大分子的结构和功能,很多国家都将纳米材料作为研究重点引入海洋防污漆的研制中,以解决海洋污损生物的附着问题。 本课题首先对海边人工挂板实验条件进行了摸索,然后对77种纳米碳管及另外10种纳米材料的防污效果进行大规模筛选,利用基因克隆的方法进行污损早期微生物的菌种鉴定,最后使用常规 PCR及实时定量PCR方法对筛选出的13种纳米材料及组合的防污效果进行检测。 污损早期微生物菌种的鉴定是通过提取污损早期微生物的基因组 DNA,采用PCR方法扩增污损早期微生物的16SrDNA,并将其连接在pMD19-T质粒载体上，构建成含有污损早期微生物16SrDNA基因的重组载体。阳性克隆筛选采用蓝白斑选择和限制性内切酶Hindш和SacI消化,经过序列测定、比对及同源性分析,总结出了与NCBI网站中已知菌种16SrDNA序列同源性达到99％以上的16种污损早期微生物菌种,根据这些菌种的全基因组序列设计了物种特异性引物。 纳米挂板防污实验是在钢板表面涂上混有一定浓度纳米材料的底漆,来观察不同种类、不同浓度的纳米材料对污损生物附着的抑制作用。通过对77种纳米碳管及另外10种纳米材料的大规模筛选,最终筛选出13种表观抑制污损生物附着效果明显的13种纳米材料及组合,它们分别是2%浓度的3、41、51、76号纳米碳管,2%浓度的8-51、3-49、11-50、2-14、2-33、27-61、25-66、50-67号纳米碳管的组合以及2%浓度的硅纳米和镍纳米的组合。 对13纳米材料的防污效果进行常规PCR检测后发现,13种纳米材料及组合对Pseudoalteromonas atlantica、Marinomonas pontica、Psychrobacter marincola3种污损微生物的附着均有明显的抑制作用,对Pseudoalteromonas issachenkonii进行实时定量PCR检测后发现,13种纳米材料抑制该种微生物的附着作用效果不同,通过对Q-PCR反应的Ct值看以看出,76号取向性碳纳米管的抑制效果最好。 |
| 作者： | 刘通 |
| 专业： | 微生物学 |
| 导师： | 徐仲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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