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日期：2020-12-21
在自然環(huán)境中，鐵還原是細菌胞外電子傳遞的主要形式之一。鐵還原菌（FeRM）不僅在礦物和腐殖質(zhì)的還原中起關(guān)鍵作用，而且還參與硫化合物和有機物的氧化。此外，F(xiàn)eRM在廢水處理、生物修復(fù)和生物電化學(xué)系統(tǒng)等許多工程過程中至關(guān)重要。鐵還原菌在系統(tǒng)發(fā)育上普遍存在，目前還沒有合適的16S rRNA或基于功能基因的檢測方法對其進行檢測。本文章作者合成了一種對Fe2+具有高靈敏度和選擇性的耗氧Fe2+特異性熒光化學(xué)探針（FSFC）。該FSFC可以從純培養(yǎng)、不同細菌共培養(yǎng)或含沉積物樣品中選擇性地鑒定和定位活性FeRM。FSFC的熒光強度可以作為細菌培養(yǎng)物中Fe2+濃度的指標。與單細胞分選技術(shù)相結(jié)合，該探針可以幫助從豐富的沉積物群落中識別和分離FeRM。 首先作者設(shè)計合成了一種對Fe2+具有高靈敏性和選擇性的特異性熒光探針（FSFC），F(xiàn)SFC能夠定位和鑒定具有活性的FeRM，其熒光強度能夠作為細菌培養(yǎng)物中Fe2+濃度指示。將FSFC熒光探針與單細胞分選技術(shù)結(jié)合，實現(xiàn)可視化識別和分選鐵還原菌。 由于碲原子對萘二甲酰亞胺熒光團的重原子作用，在沒有Fe2+的情況下，F(xiàn)SFC是非熒光的，F(xiàn)e2+可以觸發(fā)FSFC的脫氫反應(yīng)并引起強烈的熒光，研究表明不同濃度Fe+對FSFC熒光強度具有影響，并且熒光強度與Fe2+濃度呈現(xiàn)線性關(guān)系，因此，對于大多數(shù)環(huán)境和實驗樣品，F(xiàn)SFC可以作為Fe2+或鐵還原菌的指示劑。接下來作者驗證FSFC的選擇性，實際環(huán)境中其他金屬離子可能會影響FSFC對Fe2+的熒光影響，通過實驗表明所有被測金屬分別對FSFC沒有顯著的影響效應(yīng)。并且穩(wěn)定性測試實驗表明FSFC在5h內(nèi)保持較好的穩(wěn)定性，優(yōu)于經(jīng)典的鄰菲羅啉法。
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