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日期：2020-12-21
在自然環境中，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的還原中起關鍵作用，而且還參與硫化合物和有機物的氧化。此外，FeRM在廢水處理、生物修復和生物電化學系統等許多工程過程中至關重要。鐵還原菌在系統發育上普遍存在，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+特異性熒光化學探針（FSFC）。該FSFC可以從純培養、不同細菌共培養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物中Fe2+濃度的指標。與單細胞分選技術相結合，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），FSFC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物中Fe2+濃度指示。將FSFC熒光探針與單細胞分選技術結合，實現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，FSFC是非熒光的，Fe2+可以觸發FSFC的脫氫反應并引起強烈的熒光，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+濃度呈現線性關系，因此，對于大多數環境和實驗樣品，FSFC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。并且穩定性測試實驗表明FSFC在5h內保持較好的穩定性，優于經典的鄰菲羅啉法。
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