[發(fā)明專利]基于表面增強(qiáng)拉曼散射光譜的藍(lán)綠藻種群競爭化感作用機(jī)制研究方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910368630.7
• 申請日: 2019-05-05
• 公開（公告）號(hào): CN109991208B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何石軒;王德強(qiáng);謝婉誼;方紹熙;周大明
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G01N21/65
• 分類號(hào): G01N21/65
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 楊柳岸

本發(fā)明涉及一種基于表面增強(qiáng)拉曼散射光譜的藍(lán)綠藻種群競爭化感作用機(jī)制研究方法，屬于種群研究技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括以下步驟：S1：制備雙金屬火山口表面增強(qiáng)拉曼散射襯底；S2：藍(lán)綠藻細(xì)胞混合培養(yǎng)；S3：藻細(xì)胞表面增強(qiáng)拉曼散射光譜成像表征；S4：建立藻細(xì)胞種水平表面增強(qiáng)拉曼散射光譜判別分析模型；S5：基于表面增強(qiáng)拉曼散射光譜的藍(lán)綠藻種群競爭化感作用研究。本發(fā)明公開的雙金屬火山口納米孔陣列表面增強(qiáng)拉曼散射襯底，可直接對藻細(xì)胞指紋特征進(jìn)行增強(qiáng)，避免傳統(tǒng)金屬納米粒子混合培養(yǎng)或胞內(nèi)合成納米粒子對細(xì)胞的毒性問題，減小襯底對藻毒素化感作用機(jī)制研究的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于種群競爭作用機(jī)制研究技術(shù)領(lǐng)域，涉及基于表面增強(qiáng)拉曼散射光譜的藍(lán)綠藻種群競爭化感作用機(jī)制研究方法。

背景技術(shù)

目前，國內(nèi)外主要是通過自然水體生理參數(shù)及優(yōu)勢藻種的統(tǒng)計(jì)分析來研究藻群落中不同藻種競爭關(guān)系，或者通過實(shí)驗(yàn)?zāi)M水體不同生理環(huán)境對藻群細(xì)胞生長狀態(tài)的影響，或者研究藻細(xì)胞分泌毒素/多糖等對藻群體大小、藻種相互作用及群落占優(yōu)的促進(jìn)機(jī)制，對浮游藻群落演替及水華機(jī)理進(jìn)行闡述。其中，藻群落生命特征表征和優(yōu)勢藻種鑒定都采用傳統(tǒng)/標(biāo)準(zhǔn)的方法結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)來完成，包括水體葉綠素吸收/遙感光譜表征，藻細(xì)胞內(nèi)特殊分子免疫、熒光及高效液相色譜等分子生物學(xué)表征，優(yōu)勢藻種顯微鏡或借助人工智能的藻細(xì)胞顯微圖像識(shí)別等。但是，這些傳統(tǒng)方法普遍存在對樣品需要復(fù)雜的前處理、檢測成本昂貴、測試周期長、對檢驗(yàn)人員專業(yè)素質(zhì)要求較高等特點(diǎn)，在一定程度上限制了其在藻群細(xì)胞胞內(nèi)生命特征動(dòng)態(tài)監(jiān)測的應(yīng)用。

拉曼光譜，以其分子指紋特性，被用作研究水生生態(tài)環(huán)境擾動(dòng)對浮游藻細(xì)胞生長及胞內(nèi)生理特征分子水平上的影響。然而，普通拉曼無法滿足產(chǎn)毒/不產(chǎn)毒微囊藻種間分子指紋差異、藻毒素誘導(dǎo)藻種群競爭化感作用引起的特征分子指紋演變規(guī)律分析分辨率。基于貴金屬納米粒子電磁增強(qiáng)機(jī)制，藻細(xì)胞生物合成納米粒子顯著增強(qiáng)了細(xì)胞內(nèi)分子拉曼散射活性，原位獲得了胞內(nèi)色素、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)等分子指紋。但是，細(xì)胞內(nèi)分子原位表面增強(qiáng)拉曼散射光譜研究面臨著生物合成納米粒子的電磁增強(qiáng)性能不可控、合成過程納米粒子生物毒性等問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于表面增強(qiáng)拉曼散射光譜的藍(lán)綠藻種群競爭化感作用機(jī)制研究方法，實(shí)現(xiàn)藻細(xì)胞表面增強(qiáng)拉曼散射光譜成像，開展藍(lán)綠藻種群競爭化感作用機(jī)制表面增強(qiáng)拉曼散射光譜研究。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

基于表面增強(qiáng)拉曼散射光譜的藍(lán)綠藻種群競爭化感作用機(jī)制研究方法，該方法包括以下步驟：

S1：制備雙金屬火山口表面增強(qiáng)拉曼散射襯底；

S2：藍(lán)綠藻細(xì)胞混合培養(yǎng)；

S3：藻細(xì)胞表面增強(qiáng)拉曼散射光譜成像表征；

S4：建立藻細(xì)胞種水平表面增強(qiáng)拉曼散射光譜判別分析模型；

S5：基于表面增強(qiáng)拉曼散射光譜的藍(lán)綠藻種群競爭化感作用機(jī)制研究。

進(jìn)一步，所述步驟S1具體為：在經(jīng)過等離子體或化學(xué)方法清洗過的硅或玻璃硬質(zhì)基底表面上，采用磁控濺射方法，依次鍍金、銀膜，金膜厚度為50-100納米，銀膜厚度為20-50納米；其中，為提高金膜在襯底表面的吸附性，在鍍金膜前需鍍2-3納米的鉻；

基于聚焦離子束刻蝕系統(tǒng)，采用氦源，選用10um光闌，束流大小約為2pA，利用其精密加工性能，在鍍貴金屬膜硬質(zhì)襯底上制備納米孔陣列；其中，聚焦離子束劑量約為14-20nC/μm2；納米孔孔徑為20-40納米，周期為40-100納米；