用浊度法快速量化细菌合成物含量:改善传统方法耗时长问题

学术   科学   2024-12-16 07:30   北京  

本文通过ChatGLM/GPT进行辅助对近期Bio-protocol 期刊发表的方案进行解读和概括,若感兴趣请点击“阅读原文”查看详细的实验流程及试材。如果解读中有任何错误或遗漏,敬请指正

近年来,随着对生物材料需求的增加,微生物合成聚羟基丁酸(PHB)的研究受到广泛关注。然而,传统PHB定量方法往往耗时长、操作复杂,难以满足快速筛选和实时监测的需求。为解决这一问题,科学家们不断探索简便高效的方法,用以快速评估细菌中PHB的积累水平。在这方面2024年12月5日,Bio-protocol 期刊在线发表了阿根廷马德普拉塔国立大学( Universidad Nacional de Mar del Plata)M. Karina Herrera Seitz团队题为“Rapid Method for Estimating Polyhydroxybutyrate Accumulation in Bacteria Using Sodium Hypochlorite”的方法文章。

图1. 文章标题页 https://doi.org/10.21769/BioProtoc.5130
关键词聚羟基丁酸 次氯酸钠氧化 盐单胞菌属 变形菌属 科贝氏菌属

聚羟基丁酸(Polyhydroxybutyrate)一种由细菌合成的天然可降解聚酯,具有与石油基塑料相似的热塑性和生物相容性,可用于环保材料和生物医学领域。由于其生产成本较高,目前的研究集中于优化生产工艺和开发改性材料以扩大应用范围

聚羟基烷酸酯(PHAs)是一类由细菌合成的生物高分子材料,具有生物相容性和生物降解性,是传统石油基塑料的潜在替代品。其中,聚羟基丁酸酯(PHB)是最常见的类型,最早于1927年由Lemoigne在芽孢杆菌属中发现。1958年,Williamson和Wilkinson开发了经典的次氯酸钠(NaClO)提取法,该方法通过溶解细胞并保留PHAs,实现了PHAs的高效分离。传统的PHB定量方法包括干重测量、酸水解后光谱测定和高效液相色谱(HPLC)分析,但这些方法耗时较长,难以满足培养过程中的快速评估需求。本研究基于NaClO提取法,开发了一种通过浊度测量快速估算PHB积累的简便方法,不仅适用于多种海洋细菌,也有望推广至其他PHA积累菌株,为动态监测和优化培养条件提供了高效工具


  • 通过次氯酸钠提取结合浊度测量,50分钟内即可完成PHB积累的估算,比传统方法显著节省时间。

  • 可实时评估PHB积累动态,帮助确定最佳收获时间,提高生产效率。

  • 测得的PHB积累量与干重、酸水解光谱测定及HPLC定量分析结果高度一致,具有良好的可靠性。

—————文中代表性图—————

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图2. 实验流程图形概述(来自Bio-protocol期刊

图3. 通过次氯酸钠法和干重法估算聚羟基丁酸(PHB)含量(来自Bio-protocol期刊

图4. 通过次氯酸钠法与其他方法估算PHB百分含量的图示相关性(来自Bio-protocol期刊
  • 优化培养条件
    用于探索细菌最佳培养条件,最大化PHB的积累量,提高生产效率。
  • 菌株筛选
    ‍用于快速筛选高PHB积累能力的菌株,为工业应用提供候选菌株。
  • 多种PHA检测
    除PHB外,方法可能适用于其他类型PHA(如PHBV)的积累检测,拓宽应用范围。


个方法的可重复性已经被本文作者阿根廷马德普拉塔国立大学(Universidad Nacional de Mar del Plata)M. Karina Herrera Seitz团队验证过,相关实验数据与结果发表在Applied Polymer,DOI:10.1002/app.54928

温馨提示:积极引用本文不仅是对作者创新技术和科研共享的最佳肯定,也是确保实验可复现性的重要方式。

Redersdorff, I. E., Rodríguez, A. N., Escobar, M., Studdert, C. A. and Herrera Seitz, M. K. (2024). Rapid Method for Estimating Polyhydroxybutyrate Accumulation in Bacteria Using Sodium Hypochlorite. Bio-protocol 14(23): e5130. DOI: 10.21769/BioProtoc.5130.

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