真菌是一种广泛存在于自然界的病原微生物, 具有细胞核、 细胞壁等结构, 可以引起动、 植物和人类的多种疾病。 真菌感染是临床上常见的感染性疾病之一, 使得近年来针对真菌的高效检测及真菌相关领域的研究备受关注。 目前真菌的传统检测方法主要有培养、 镜检与分子生物学检测法等, 均具有操作复杂、 耗时等缺点。 表面增强拉曼散射(SERS)技术以其不受水分子干扰、 能反应分子指纹信息、 检测迅速等特点在真菌的检测与鉴别领域逐渐发挥出明显的优势。 在简要介绍真菌的结构特点及真菌常用的检测方法基础之上, 主要针对拉曼光谱(Raman spectrum)/SRES技术在真菌检测和鉴别中的应用进行调研和讨论。 首先通过对Raman/SERS技术的特点以及真菌的结构特征进行解析, 根据调研Raman/SERS技术用于真菌检测的相关文献, 分析了SERS技术用于真菌检测的可行性, 提出SERS技术在真菌检测时会面临检测灵敏度低、 信号复杂、 选择性和特异性差以及信号重现性和稳定性不佳等难点。 为解决以上难题, 分析了SERS的增强模式, 重点针对SERS的纳米增强介质材料、 SERS标签(SERS tag)的信号放大效应以及SERS光谱分析技术与微流控芯片分析技术结合等SERS分析新进展, 予以了系统地综述和讨论。 通过纳米材料选择和纳米微结构的构建, SERS增强介质所产生的SERS增强效应在真菌鉴别以及临床疾病快速诊断中显示出巨大的发展潜力; 基于SERS tag产生的信号放大机制, 可以有效提高真菌SERS检测的灵敏度、 特异性和重现性; 在微流控芯片中设计和集成SERS增强纳米微结构, 构建基于SERS tag 的信号放大策略, 开展针对真菌的快速高效测试方法研究, 更有望实现真菌样本的高通量及高内涵SERS检测, 其在真菌的鉴别和检测上显示出巨大的研究价值和应用前景。

中国是世界上受真菌毒素污染最严重的国家之一, 因污染造成的粮食及粮油产品经济损失巨大, 真菌毒素快速检测与防控迫在眉睫。 由于传统湿化学检测方法的时滞性、 复杂性、 高成本、 使用大量化学试剂等问题, 无法满足粮食生产、 流通及加工过程中快速实时检测的需要。 分子光谱是分子振动能级间或转动能级间跃迁产生的光谱, 反映了分子内部的结构信息, 可确定分子的转动惯量、 分子键长健强及离解能, 用于样本中化学组分及性质的检测。 粮食样本(真菌毒素)在激发光的激励作用下能级跃变产生的光通过光路系统被光电探测器接收, 光谱强度与被测物浓度在一定范围内符合Lambert-Beer定律, 可实现粮食真菌毒素的快速、 定量检测。 相比真菌毒素传统检测方法费时费力、 成本高、 大量使用化学试剂等问题, 光谱分析技术具有快速、 无损、 绿色等显著技术优势。 在分析粮食真菌毒素检测的重要性、 迫切性的基础上, 介绍了光谱分析的技术原理与理论基础, 近红外光谱是电偶极矩变化引起的振动光谱, 拉曼光谱是分子极化引起的振动光谱, 而荧光光谱反映具有长共轭结构的分子信息, 光谱成像在检测维度上由一维拓展到二维分布, 通过光谱解析和特征分析可进行真菌毒素快速准确检测。 进一步分析了近红外光谱、 拉曼光谱、 荧光光谱和光谱成像等技术在粮食真菌毒素检测的研究现状及发展动态, 指出了各技术的优势与存在的不足, 研究表明光谱分析技术受到越来越多的学者关注, 基于光谱分析技术的粮食真菌毒素的检测探索, 已成为食品安全检测领域的热点问题。 通过文献综述可以发现, 光谱分析技术为粮食中真菌毒素的快速筛查、 定性判别或高灵敏检测提供了新的途径, 但仍存在诸多尚需解决的问题, 在系统探讨光谱分析技术瓶颈问题的基础上, 展望了需进一步突破的研究方向, 特别是在检测的认可度、 检测精度和稳定性方面。 通过光谱理论解析明确粮食真菌毒素检测的可行性, 通过微观尺度提高粮食真菌毒素检测的稳定性, 通过多模态光谱信息融合提高粮食真菌毒素检测的精确性, 为粮食真菌毒素的光谱快速检测技术提供参考。

利用红外光谱技术分析感染小斑病的玉米叶片,获取了染病玉米叶片的分子结构信息,研究结果表明真菌病原体对叶片中的蛋白质结构有一定的影响。二维相关红外光谱分析结果显示,健康玉米叶片中蛋白质二级结构的β-折叠构象随着玉米叶片的生长代谢发生变化,而染病玉米叶片中发生变化的是β-转角构象。二维相关红外光谱可以揭示真菌病原体入侵时玉米叶片分子结构的变化情况,为玉米病害的防治提供参考。

为了鉴别形态相似的药用真菌紫色马勃、大马勃和脱皮马勃, 利用傅里叶变换红外光谱仪获取它们的光谱信息, 从光谱分析的角度对它们进行深入研究。三种马勃的光谱呈现出蛋白质、多糖类物质、酯类物质等的特征吸收峰, 但在吸收峰的相对强度和峰形上存在差异。通过傅里叶自去卷积、四阶导数法和曲线拟合分析技术相结合, 对指纹区叠加带1200~890 cm-1范围的光谱进行剥离, 挖掘出被叠加而掩盖的吸收子峰信息。剥离结果显示它们的多糖结构存在明显差异, 在1072 cm-1和1040 cm-1附近的多糖类物质C-O键和C-C键的吸收子峰上, 紫色马勃、大马勃与脱皮马勃差别较大。紫色马勃的光谱在943 cm-1、892 cm-1的吸收子峰表明其含有β-型糖苷键, 脱皮马勃在920 cm-1的吸收子峰表明其含有α-型糖苷键。研究表明傅里叶变换红外光谱能够提供药用真菌马勃的分子结构信息, 为三种真菌马勃的入药提供一种光谱鉴别技术手段。

本文采用形态学方法, 并结合28S rDNA序列分析对分离自红树植物海马齿(Sesuvium portulacastrum)的1株内生真菌BY1进行鉴定。结果表明菌株BY1的菌落和显微形态与曲霉属典型特征相符, 其28S rDNA序列与矮棒曲霉(Aspergillus clavatonanicus NRRL 4741, 登录号AF459727.1)相似度达100%, 系统发育关系也显示其与矮棒曲霉(Aspergillus clavatonanicus NRRL 4741)亲缘关系最近, 位于同一分支。因此将菌株BY1鉴定为矮棒曲霉(Aspergillus clavatonanicus)。

茯苓菌核在亚洲具有悠久的药用历史, 也是北京传统小吃“茯苓夹饼”原材料。 研究旨在测量和评价中国云南地区茯苓菌核的总汞含量。 与其他种类蘑菇子实体相比, 茯苓菌核汞含量较低。 汞含量(干物质)的范围为0.004 1~0.019 mg·kg-1, 中位数为0.011 mg·kg-1, 总体平均值为(0.011±0.004) mg·kg-1, 表明云南不同产地茯苓菌核中Hg含量受到复杂山地类型的影响较大。 对每天食用含有50 g茯苓菌核的茯苓夹饼Hg摄入量进行健康评估, 人均每天Hg摄入量为0.000 003 4~0.000 016 mg·kg-1, 按成人体重60 kg计算, 人均每天Hg摄入量为0.000 009 2~0.000 55 mg。 研究结果显示, 茯苓菌核中Hg元素含量较低, 其摄入量低于健康限量标准。 同时, 煎煮后的茯苓菌核中Hg摄入量也低于健康限量标准, 由茯苓菌核制成的茯苓夹饼Hg含量较低。

几丁质是真菌细胞壁中一种重要的结构多糖, 本文首次采用共聚焦显微拉曼技术对山茶刺盘孢菌的气生菌丝进行原位检测研究, 首先确定了采集菌丝拉曼光谱的最优实验参数, 并获得了菌丝, 几丁质标准品和背景三种物质的典型拉曼光谱, 对其中的特征峰进行归属分析, 发现菌丝光谱中有明显的几丁质特征峰。 然后对置于载玻片上菌丝的感兴趣区域进行拉曼光谱面扫描, 通过主成分分析法发现面扫描区域中, 菌丝和背景两种信号可以明显区分开来, 结合主成分的载荷因子图得到了菌丝的两个主要的特征差异峰1 622和1 368 cm-1, 1 622 cm-1属于菌丝中几丁质的特征峰, 而1 368 cm-1是来源于菌丝中的果胶多糖。 最后通过对几丁质在1 622 cm-1特征峰波段附近范围积分, 绘制了几丁质在菌丝中二维和三维的化学成像图, 直观且无损的再现了几丁质在菌丝中的空间分布。

微生物驱动下, 纤维素分解及转化在腐殖质形成中具有重要作用。 采用红外光谱辅以元素分析的技术手段对单一真菌(木霉、 青霉和黑曲霉)及复合菌液体摇瓶培养70 d后菌体残留物的类腐殖质(类胡敏酸HLA和类胡敏素)结构进行了分析对比。 结果表明: (1)两技术手段的结合有助于菌体残留物HLA分子结构的阐明, 然而在表征残留物类Hu结构方面, 尚需进一步探讨; (2)木霉有利于其所形成菌体残留物HLA分子的缩聚作用, 而青霉则更有利于该组分的降解; (3)青霉和复合菌对残留物HLA分子表现为氧化降解作用; (4)复合菌和黑曲霉均有助于培养液无机氮化合物向残留物HLA和类Hu组分中有机氮成分的转移, 促使其氨基C含量增加, 为腐殖化进程提供氮源。

伸筋草醇(Clavatol)是具有多种生物活性的聚酮类三萜醇化合物。本文采用HPLC法分析海洋真菌BY1发酵产物中伸筋草醇的产量，研究不同培养基、海水浓度、培养天数、装液量对BY1菌株产伸筋草醇的影响。结果表明，海洋真菌BY1产伸筋草醇的发酵条件为：接种量1.0 mL种子发酵液，250 mL三角瓶装海水浓度为20% (v/v)的70 mL麦芽汁培养基（MA培养基），28 ℃，180 r/min，振荡培养9 d。

采用微波消解处理样品,以电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-AES)测定了采自云南省不同地点的绒柄牛肝菌菌盖和菌柄中的12种矿物质元素(P,Na,Ca,Cu,Fe,Mg,Zn,As,Cd,Co,Cr,Ni)含量.结果显示:绒柄牛肝菌中P,Ca,Mg,Fe,Zn,Cu的含量较高,其中菌盖中的P,Mg,Zn,Cd较高,而菌柄中的Ca,Co,Ni较高;聚类分析结果显示,采用普洱地区的样品与其他地区的样品差异较大;主成分分析结果显示,前三个主成分的累计贡献率为７７％,其中第一主成分中的P,Ca,Cu,Fe,Mg,As,第二主成分中的Ｎi,Na以及第三主成分中的Ｃd和Zn对区分不同地点的样品贡献较大.结果表明采自不同生境地的食用菌元素含量差异较大.