一種甜味細(xì)胞傳感器系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、細(xì)胞傳感器是以生物活體細(xì)胞作為傳感器的分子敏感識(shí)別元件，用來(lái)檢測(cè)物質(zhì)與細(xì)胞作用后引起的生理、生化參數(shù)變化的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。能夠定性定量測(cè)試分析未知物質(zhì)的信息，即確定某類(lèi)味質(zhì)的存在與否以及濃度大小。細(xì)胞傳感器因能實(shí)時(shí)、連續(xù)、快速檢測(cè)和分析細(xì)胞在外界刺激下的生理性能，已經(jīng)在藥物篩選、神經(jīng)生物學(xué)、環(huán)境監(jiān)控等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
　　 本研究基于細(xì)胞傳感器的無(wú)損、實(shí)時(shí)、快速檢測(cè)優(yōu)勢(shì)和本實(shí)驗(yàn)室多年來(lái)在化學(xué)仿生電子舌的研究基礎(chǔ)上，構(gòu)建了一套更具有仿

2、生意義的甜味覺(jué)細(xì)胞傳感器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。將表達(dá)有與味蕾細(xì)胞相同甜味受體及甜味信號(hào)傳導(dǎo)相關(guān)因子的NCI-H716細(xì)胞培養(yǎng)于絲網(wǎng)印刷電極(?)面，通過(guò)細(xì)胞阻抗譜法檢測(cè)細(xì)胞群對(duì)味質(zhì)刺激的信號(hào)響應(yīng)，利用雙穩(wěn)態(tài)(?)共振進(jìn)行信號(hào)處理，最后實(shí)現(xiàn)了對(duì)單一甜味物質(zhì)（蔗糖）的區(qū)分、天然(?)工甜味劑的評(píng)估以及對(duì)混合味質(zhì)中的甜味檢測(cè)。研究結(jié)果如下：
　　 (1)構(gòu)建了甜味細(xì)胞傳感器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
　　 在阻抗譜細(xì)胞傳感器的原理和相關(guān)模型研究的基礎(chǔ)上，

3、構(gòu)建了一套基于細(xì)胞阻抗譜的甜味細(xì)胞傳感器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。包括電極的選擇、阻抗譜檢測(cè)系統(tǒng)、恒溫自動(dòng)灌流系統(tǒng)和環(huán)境控制系統(tǒng)的構(gòu)建。最后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的性能進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果表明系統(tǒng)具有較好的穩(wěn)定性和重復(fù)性。
　　 (2)建立了絲網(wǎng)印刷電極表面細(xì)胞培養(yǎng)方法。
　　 通過(guò)SABC免疫組化和蛋白質(zhì)印跡證明了NCI-H716細(xì)胞表達(dá)甜味受體蛋白及味覺(jué)信號(hào)傳導(dǎo)相關(guān)因子。以此基慧，建立了NCI-H716細(xì)胞的絲網(wǎng)印刷電極表面培養(yǎng)方法。用PLOL處理電

4、極表面以增強(qiáng)細(xì)胞在電極表面的黏附性，通過(guò)阻抗譜法確定了細(xì)胞的最佳接種濃度，最后通過(guò)SEM和胎盤(pán)藍(lán)染色對(duì)電極表面細(xì)胞分布和細(xì)胞活性進(jìn)行了檢測(cè)。
　　 (3)優(yōu)化了甜味細(xì)胞傳感器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
　　 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的優(yōu)化，主要包括數(shù)據(jù)處理方法的優(yōu)化和最適擾動(dòng)頻率的篩選。通過(guò)對(duì)四種基本味質(zhì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化、主成份分析和隨機(jī)共振數(shù)據(jù)處理比較，結(jié)果表明，隨機(jī)共振是甜味細(xì)胞傳感器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的最適數(shù)據(jù)處理方法。通過(guò)對(duì)細(xì)胞傳感器實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的信號(hào)激發(fā)

5、頻率篩選，結(jié)果表明最優(yōu)頻率頻率為1K Hz。
　　 (4)味覺(jué)細(xì)胞傳感器的初步應(yīng)用
　　 研究了甜味細(xì)胞傳感器的初步應(yīng)用，包括不同濃度的蔗糖溶液區(qū)分、天然/人工甜味劑的評(píng)估和混合味質(zhì)的甜昧檢測(cè)。結(jié)果表明，甜味細(xì)胞傳感器對(duì)甜味物質(zhì)具有特異性響應(yīng)。實(shí)現(xiàn)對(duì)不同濃度的同種甜味劑實(shí)現(xiàn)較好區(qū)分，且得到的濃度與強(qiáng)度的關(guān)系和感官品評(píng)結(jié)果基本相符；對(duì)等甜度的天然/人工甜味劑具有不同的響應(yīng)信號(hào)，有利于揭示甜味感覺(jué)動(dòng)力學(xué)；能夠?qū)Φ蜐舛缺尘叭芤?/p>