Применение ферментативной системы светящихся бактерий для анализа микробного загрязнения
Применение ферментативной системы светящихся бактерий для анализа микробного загрязнения. Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Институт фундаментальной биологии и биотехнологии
Применение ферментативной системы светящихся бактерий для анализа микробного загрязнения
E N D
Presentation Transcript
Применение ферментативной системы светящихся бактерий для анализа микробного загрязнения Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» Институт фундаментальной биологии и биотехнологии Кафедра биофизики Кириллова Мария Александровна Руководитель: к.б.н. Есимбекова Е. Н. Красноярск 2012
Микробная загрязненность - показатель санитарного качества продуктов питания, воды, чистоты поверхностей Методы определения микробного загрязнения: • Микробиологические • Биолюминесцентный метод, основанный на измерении АТP • Биолюминесцентный метод, основанный на измерении FMN http://biotest-by.com/
Цель • Разработать метод анализа микробного загрязнения с использованием биолюминесцентной системы светящихся бактерий, основанный на определении количества FMN в образце.
Материалы и методы • Исследуемый объект • Escherichia Coli (BL21 codon Plus (DE3) RIPL), выращенные в лаборатории Фотобиологии ИБФ СО РАН на среде LB без антибиотиков в течение 18 часов при 30ºС. • Образцы бактерий исследовали в стационарной фазе роста. • Оптическая плотность при λ=590 нм D=6,4; 1 ед.опт.пл.=5*108 клеток/мл Реакционная смесь • 0,05 М фосфатный буфер • комплекс ферментов люцифераза - оксидоредуктаза • 0,0025% тетрадеканаль • 5*10-5 ÷10-3 М NADH • 5*10-8÷10-6 М FMN NADH:FMN-oxidoreductase (R) NAD(P)H + H+ + FMN NAD(P)+ + FMNH2 Luciferase (L) FMNH2 + RCHO + O2 FMN + RCOOH + H2О+ h h Колонии E. coli Люминометр LumatLB9507
Калибровочная кривая для определения FMN Максимальная чувствительность биферментной системы 1,2*10-9 М FMN
Анализируемые образцы Escherichia Coli (штамм BL21) • Образец №1. Интактные клетки • Образец №2. Клетки, разрушенные ультразвуковым дезинтегратором при частоте 44 кГц • Образец №3. Надосадочная жидкость после центрифугирования разрушенных клеток (5000 об/сек, 12 мин)
Зависимость интенсивности свечения от количества бактериальных клеток (образец 2) Максимальная чувствительность биолюминесцентной системысоставляет 3,9 млн. бактериальных клеток
Зависимость интенсивности свечения от количества бактериальных клеток (образец 3) Максимальная чувствительность биолюминесцентной системысоставляет 5 млн. бактериальных клеток
Сравнение с АТР-системой Система светлячков Бактериальная система Предел обнаружения ФМН -1,2 ·10 -9М Предел обнаружения бактериальных клеток – 3,9 млн. кл /мл • Предел обнаружения АТР – 10 -14 М. • Предел обнаружения бактериальных клеток – 1000 кл / мл
Выводы • Для анализа бактериальной загрязненности образец достаточно подвергнуть разрушению ультразвуковым дезинтегратором • Предел обнаружения бактериальных клеток –3,9 млн. кл /мл • Чувствительность метода ниже чувствительности АТР-системы на 3 порядка
Перспективы • Возможна разработка биолюминесцентного метода анализа бактериальной загрязненности, основанного на измерении NADH • Предварительно полученные результаты указывают на высокую чувствительность биолюминесцентного метода к NADH (до 1·10-13 М), что сравнимо с чувствительностью люциферазы светляков к АТФ • В дальнейшем планируется для упрощения процедуры проведения анализа разработка иммобилизованного ферментного препарата