梁政委 1,2,3,*杜增丰 1,3李超伦 1,2,3王敏晓 1,2,3[ ... ]阎军 1
作者单位
摘要
1 中国科学院海洋研究所, 中国科学院海洋地质与环境重点实验室, 中国科学院海洋研究所深海极端环境与生命过程研究中心, 山东 青岛 266071
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院海洋大科学研究中心, 山东 青岛 266071
4 青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室, 山东 青岛 266061
贻贝对各种海洋环境具有广泛适应性, 范围从浅海跨越到深海热液、 冷泉等极端环境。 贻贝主要通过其足组织分泌的蛋白形成足丝附着于岩石等固体表面, 这种蛋白是一种可再生、 不受水环境影响的性能良好的天然生物胶黏剂, 得益于分泌蛋白的性质, 足丝在水下具有黏附性强、 韧性高、 耐水性优良等特性, 在生物材料学、 医学等方面具有很好的开发潜力和应用前景, 已经是国内外研究热点之一。 拉曼光谱是一种非接触的、 无损的可以提供分子生物化学信息的检测技术。 足丝是贻贝足腺体的外在表达形式, 结合扫描电镜和共聚焦显微拉曼光谱技术, 从贻贝足丝的表观差异到贻贝足腺体的分泌蛋白组分和分布特征, 基于深海和浅海贻贝足丝的扫描电镜表征的表观形态差异, 对两种贻贝足组织分别进行共聚焦显微拉曼光谱检测, 得到两种贻贝的3个腺体的拉曼光谱和腺体局部区域的2D拉曼彩色分布图, 从外在表现形式足丝到内部足腺体分布, 通过对比两种贻贝的3个腺体的成分以及相对分布, 分析造成两种贻贝足丝差异的内在腺体分布情况, 此外结合两种贻贝生存环境的差异, 认为贻贝的足丝外观差异以及其内部腺体分布是贻贝应对浅海和深海冷泉完全不同理化环境的一种环境适应机制。 基于实验结果得到如下结论, 拉曼光谱表明两种贻贝足腺体组成: 表征核心腺体的amide Ⅲ信号位于1 242和1 269 cm-1位置的2个峰的峰强度相对其他两个峰(1 318和1 337 cm-1)较高, 表现为有序高级的蛋白构象, 外皮和粘附盘腺体含有丰富的酪氨酸(643, 830, 850和1 615 cm-1)和3, 4-二羟基苯丙氨酸(多巴, DOPA, 785 cm-1); 浅海贻贝在1 043 cm-1位置有高强度的胶原蛋白信号。 拉曼成像呈现两种贻贝腺体分布特征: 深海贻贝表现为较为集中的腺体分布, 浅海贻贝腺体分布较为分散, 表明贻贝为适应不同环境形成不同的腺体分布机制。 由此可见, 拉曼光谱可以用于研究不同环境下生存的贻贝的足腺体分布特性, 并在生物样品微观分析中更多的应用。
共聚焦显微拉曼 贻贝足腺体 粘附蛋白 Confocal Raman spectroscopy Mussel foot gland Adhesive protein 
光谱学与光谱分析
2020, 40(3): 755
崔楠楠 1,2,3,*杜增丰 1,3张鑫 1,2,3,4栾振东 1,3[ ... ]阎军 1,3
作者单位
摘要
1 中国科学院海洋研究所, 中国科学院海洋地质与环境重点实验室, 中国科学院海洋研究所深海极端环境与生命过程研究中心, 山东 青岛 266071
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院海洋大科学研究中心, 山东 青岛 266071
4 青岛海洋科学与技术试点国家实验室, 海洋地质过程与环境功能实验室, 山东 青岛 266061
贻贝是广泛分布于全球水域的物种, 从近海海域到深海热液、 冷泉等极端环境。 贻贝分泌碳酸钙矿物形成介壳保护软体组织, 介壳是一种天然纳米复合材料, 具有优异的力学性能, 在生物材料、 组织工程以及仿生学等方面具有很好的应用前景, 已经成为国内外研究热点之一。 拉曼光谱是一种非破坏、 非接触及多组分同时测试的检测技术, 可以提供矿物成分信息。 利用共聚焦显微激光拉曼技术对不同环境下(台西南冷泉繁茂区、 Desmos热液区、 实验室养殖及大连近海海域)生长的贻贝介壳进行检测, 得到四种环境中生存的贻贝介壳珍珠层的拉曼光谱和介壳横截面局部区域的线扫趋势图及二维拉曼成像图。 基于实验结果得到以下结论, 四种环境中生存的贻贝介壳的棱柱层和珍珠层矿物为碳酸钙, 其中棱柱层矿物组成均为方解石, 拉曼测试方解石特征峰位于711和281 cm-1附近, 而介壳珍珠层虽然主要为碳酸钙, 但不同环境下生长的贻贝珍珠层的矿物组成存在一定差别: 大连近海贻贝珍珠层矿物为文石, 拉曼测试文石特征峰位于706和206 cm-1附近, 结晶程度差。 热液区生长以及实验室养殖贻贝珍珠层矿物也为文石, 特征峰位于706和206 cm-1附近, 但结晶程度相对较好。 台西南冷泉繁茂区贻贝珍珠层主要为文石(706和206 cm-1), 并含少量方解石, 拉曼测试方解石特征峰位于711和281 cm-1附近。 通过对比四种环境中贻贝介壳的矿物组分以及相对分布, 结合生存环境的差异, 认为介壳矿物组成差异是贻贝应对深海冷泉、 热液不同理化环境的一种环境适应机制。 测试结果表明贻贝生长环境压力对珍珠层矿物组成有较大影响。 研究表明共聚焦显微拉曼光谱是一种快速、 高效的用于研究不同环境下生存的贻贝的介壳矿物组成的技术手段。 这为研究深海贻贝生命过程与适应机制提供了重要的参考资料。
贻贝 共聚焦显微激光拉曼 方解石 文石 Mussel The confocal Raman spectroscopy Calcite Aragonite 
光谱学与光谱分析
2020, 40(3): 750
作者单位
摘要
1 广西大学 化学化工学院,广西 南宁 530004
2 广州大学 化学化工学院,广东 广州 510006
对翡翠贻贝贝壳的珍珠层、棱柱层进行了XRD和FTIR光谱检测,对文石的ν12及ν4三个内振动模式的频率进行了分析。文石的ν1和ν4带在所有的样品中不存在频率位移现象,与洞穴文石的相关谱带的频率一致;ν2带频率却存在较大差异,珍珠层、棱柱层的ν2带存在频率位移,初步推测生物合成文石与热效应有关,内部储存有过剩的能量,可作为研究生物矿化机理的实验依据。
翡翠贻贝 珍珠层 文石 红外光谱 频率位移 Perna viridis Nacreous layer Aragonite FTIR Frequency shift Corresponding author 
光谱学与光谱分析
2009, 29(1): 131

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