细菌囊泡纯度、浓度及粒径分布的单颗粒水平定量表征

牛倩 田野 吴明凯 张宇豪 陈晨 颜晓梅

引用本文: 牛倩, 田野, 吴明凯, 张宇豪, 陈晨, 颜晓梅. 细菌囊泡纯度、浓度及粒径分布的单颗粒水平定量表征[J]. 分析化学, 2021, 49(5): 733-742. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.211054 shu
Citation:  NIU Qian,  TIAN Ye,  WU Ming-Kai,  ZHANG Yu-Hao,  CHEN Chen,  YAN Xiao-Mei. Quantitative Characterization of Purity, Concentration and Size Distribution of Bacterial Membrane Vesicles at Single-Particle Level[J]. Chinese Journal of Analytical Chemistry, 2021, 49(5): 733-742. doi: 10.19756/j.issn.0253-3820.211054 shu

细菌囊泡纯度、浓度及粒径分布的单颗粒水平定量表征

    通讯作者: 颜晓梅,E-mail:xmyan@xmu.edu.cn
  • 基金项目:

    国家自然科学基金项目(Nos.21934004,21627811)和国家基础科学人才培养基金项目(No.J1310024)资助。

摘要: 细菌囊泡(Bacterial membrane vesicles,BMVs)是细菌在生长过程中分泌的纳米尺度脂质小泡,其携载核酸、蛋白质,特别是毒力因子和免疫调节因子等,进行种间、种内以及与宿主的信息交流和物质交换。BMVs不仅影响多种生物过程,而且在疫苗和抗癌药物研发方面显示出重要的应用价值。但是,由于BMVs具有高度的个体差异性、粒径微小且内容物稀少,其纯化和表征均面临严峻挑战。基于本研究组自行研制的纳米流式检测装置(Nano-flow cytometer,nFCM)可在单颗粒水平对纳米粒子进行高灵敏、高通量分析的独特优势,本研究结合差速离心和密度梯度离心对BMVs进行分离纯化,建立了BMVs的纯度、浓度及粒径分布的单颗粒水平定量表征方法。采用nFCM对密度梯度离心后密度层中BMVs的纯度进行快速评估,可获得纯度>90%的BMVs样品。此外,基于以上单颗粒表征方法,本研究发现,革兰氏阴性菌大肠杆菌(E.coli)O157:H7与革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌(S.aureus)分泌BMVs的浓度、密度和粒径存在较大差异,从相同数目细菌中提取到的E.coli O157:H7 BMVs的浓度比S.aureus BMVs的浓度高一个数量级;E.coli O157:H7 BMVs的密度约为1.10 g/mL,粒径分布中位值为83.5 nm,而S.aureus BMVs的密度约为1.06 g/mL,粒径分布中位值为64.9 nm。本研究建立了一种在单颗粒水平对BMVs纯度、浓度及粒径分布进行表征的方法。nFCM有望为BMVs更深层次的生物学功能研究提供有力的技术支持。

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  • 收稿日期:  2021-01-22
  • 修回日期:  2021-03-23
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
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    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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