本發(fā)明屬于生物技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種熒光-電子顯微鏡聯(lián)用對(duì)微生物進(jìn)行鑒定及礦化分析的方法。

背景技術(shù)：

微生物是地球上出現(xiàn)最早、種類(lèi)和數(shù)目最多、功能最全的一種生命形式。通過(guò)礦化作用，微生物直接參與地球上至少六十余種礦物的形成和轉(zhuǎn)化。研究“微生物-礦物”相互作用對(duì)認(rèn)識(shí)現(xiàn)今和地質(zhì)歷史時(shí)期的地球元素的生物化學(xué)循環(huán)、地球早期生命起源與演化及環(huán)境變遷，以及利用微生物開(kāi)展環(huán)境修復(fù)和生物仿生等納米地球科學(xué)應(yīng)用具有重要意義。

自然界中能夠礦化的微生物及微生物形成的礦物極其豐富多樣。目前，微生物學(xué)家多采用核糖體基因(rDNA)對(duì)微生物進(jìn)行系統(tǒng)分類(lèi)。例如，16S rDNA是細(xì)菌的系統(tǒng)分類(lèi)研究中最有用的和最常用的分子鐘，其種類(lèi)少，含量大(約占細(xì)菌DNA含量的80％)，分子大小適中，存在于所有的生物中，其進(jìn)化具有良好的時(shí)鐘性質(zhì)，在結(jié)構(gòu)與功能上具有高度的保守性，素有“細(xì)菌化石”之稱。研究中，人們通常采用基因擴(kuò)增和測(cè)序技術(shù)獲得自然環(huán)境中未培養(yǎng)微生物rDNA序列(例如16S rDNA，18S rDNA和23S rDNA等)的多樣性，針對(duì)每條rDNA序列的保守性和可變性，設(shè)計(jì)其特異性、帶熒光標(biāo)記的寡核苷酸鏈探針，借助熒光原位雜交技術(shù)(FISH)和熒光顯微鏡觀察，可以將含有該條rDNA序列的微生物鑒定出來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)微生物系統(tǒng)發(fā)育多樣性研究及其鑒定。然而，常規(guī)的熒光顯微鏡依靠激光作為光源，其分辨率只能達(dá)到微米或亞微米(～0.2μm)，只能觀察被熒光染料標(biāo)記微生物的大致形貌，缺乏被染料標(biāo)記微生物內(nèi)部的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)信息，也不能在納米以及原子水平獲得微生物及其礦物的結(jié)構(gòu)、形貌和成分等信息。

電子顯微鏡(包括掃描電鏡和透射電鏡)采用高壓電子束作為電子源，能在微米到納米甚至原子水平上獲取試樣的形貌、結(jié)構(gòu)和成分等信息。受制于學(xué)科和研究方法分割的限制，傳統(tǒng)研究多將微生物的熒光顯微鏡和電子顯微鏡研究分離，使得人們對(duì)環(huán)境中(特別是海洋和一些極端環(huán)境)大量存在的未培養(yǎng)微生物的種類(lèi)(系統(tǒng)發(fā)育)及其生物礦化過(guò)程之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系缺乏系統(tǒng)認(rèn)識(shí)。

趨磁細(xì)菌是迄今發(fā)現(xiàn)的唯一能利用地磁場(chǎng)定向和在細(xì)胞內(nèi)礦化合成納米級(jí)磁鐵礦(Fe₃O₄)或膠黃鐵礦(Fe₃S₄)的原核微生物，是研究微生物控制礦化和微生物-礦物相互作用的典范。研究發(fā)現(xiàn)，趨磁細(xì)菌具有全球分布，其細(xì)胞種類(lèi)(系統(tǒng)發(fā)育)和磁小體晶型均具有豐富的多樣性，表明其生物礦化機(jī)制也可能多樣。針對(duì)未培養(yǎng)趨磁細(xì)菌，前人多采用不依賴純培養(yǎng)的分子生態(tài)學(xué)(16S rDNA序列測(cè)定)研究其系統(tǒng)發(fā)育，采用透射電鏡技術(shù)研究磁小體的形貌、尺寸、結(jié)構(gòu)、成分和細(xì)胞內(nèi)的組裝結(jié)構(gòu)等性質(zhì)，從而認(rèn)識(shí)趨磁細(xì)菌的生物礦化過(guò)程和機(jī)理。本發(fā)明以趨磁細(xì)菌為例，建立一種熒光和電子顯微鏡聯(lián)用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)一個(gè)趨磁細(xì)菌細(xì)胞在單細(xì)胞水平上的種類(lèi)鑒定(系統(tǒng)發(fā)育)和在納米尺度上的生物礦化研究(細(xì)胞和礦物形貌結(jié)構(gòu)等)。該發(fā)明為系統(tǒng)開(kāi)展環(huán)境中未培養(yǎng)趨磁細(xì)菌和其他類(lèi)型礦化微生物的種類(lèi)鑒定、多樣性研究和礦化過(guò)程和機(jī)理研究提供了一條簡(jiǎn)單易行的新途徑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及一種熒光顯微鏡和電子顯微鏡聯(lián)用，對(duì)微生物細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行種類(lèi)鑒定和生物礦化分析的方法。

所述的方法包括如下步驟：

(1)微生物細(xì)胞樣本的收集、細(xì)胞固定和rDNA序列測(cè)定；

(2)特異性寡核苷酸探針設(shè)計(jì)、合成和檢測(cè)

(3)固相熒光原位雜交、熒光顯微鏡和掃描電鏡(SEM)聯(lián)用檢測(cè)微生物細(xì)胞樣本；

或(4)液相熒光原位雜交、熒光顯微鏡和透射電鏡(TEM)聯(lián)用檢測(cè)微生物細(xì)胞樣本。

所述的聯(lián)用指同一樣本上的同一微生物細(xì)胞經(jīng)過(guò)熒光顯微鏡觀察后，再使用電子顯微鏡觀察。

所述的微生物細(xì)胞是自然界未培養(yǎng)或?qū)嶒?yàn)室可培養(yǎng)的各種能夠進(jìn)行生物礦化的生物，

所述的生物礦化是指能在細(xì)胞內(nèi)、細(xì)胞周質(zhì)空間或細(xì)胞外合成各種無(wú)機(jī)或有機(jī)礦物質(zhì)。

所述的微生物細(xì)胞優(yōu)選為趨磁細(xì)菌、藍(lán)細(xì)菌、鐵氧化細(xì)菌、鐵還原細(xì)菌、硫酸鹽還原細(xì)菌或單細(xì)胞硅藻，最優(yōu)選為趨磁細(xì)菌。

可通過(guò)常規(guī)的基因擴(kuò)增和測(cè)序技術(shù)，獲得這些微生物的rDNA序列，針對(duì)它們r(jià)DNA序列的保守性和可變性，設(shè)計(jì)其特異性、帶熒光標(biāo)記的寡核苷酸鏈探針。

所述的種類(lèi)鑒定是指通過(guò)改進(jìn)的熒光原位雜交技術(shù)(FISH)，鑒定微生物的種屬。

所述的改進(jìn)的熒光原位雜交技術(shù)是指，將經(jīng)特異性、帶熒光標(biāo)記的寡核苷酸鏈探針雜交后的微生物細(xì)胞固定在蓋玻片或透射電鏡專用碳支持膜銅網(wǎng)上，借助熒光顯微鏡將含有可被所述寡核苷酸鏈探針識(shí)別的rDNA序列的微生物標(biāo)記出來(lái)。

所述的生物礦化分析是指，對(duì)微生物細(xì)胞及其合成的礦物在納米尺度到原子水平上進(jìn)行的形貌、結(jié)構(gòu)、成分分析和礦物相的分析。

所述的熒光顯微鏡包括可觀測(cè)熒光標(biāo)記物的普通光學(xué)顯微鏡、激光共聚焦顯微鏡等。

步驟(1)所述的細(xì)胞固定方法為：

1)采用蒸餾水離心洗滌三次細(xì)胞，懸浮在75μl PBS緩沖液中(緩沖液用0.22μm濾膜過(guò)濾除菌)；

2)加入25μl 4％的多聚甲醛溶液(終濃度為1％)，4℃下固定3-12h后，離心去上清；

3)將固定后的細(xì)菌重新懸浮在200μl PBS緩沖液中，最后加入200μl無(wú)水乙醇,混勻-20℃放置備用；

步驟(1)所述的rDNA序列測(cè)定為：取部分細(xì)胞直接用來(lái)進(jìn)行rDNA基因擴(kuò)增和測(cè)序，獲取目標(biāo)樣品中這些微生物細(xì)胞基于rDNA序列的系統(tǒng)發(fā)育信息。

步驟(2)所述的特異性寡核苷酸探針為，基于待測(cè)微生物細(xì)胞的rDNA序列，根據(jù)待測(cè)微生物的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)所設(shè)計(jì)的，特異性的帶熒光分子標(biāo)記的寡核苷酸探針。

步驟(3)的步驟包括：

1)蓋玻片的預(yù)處理：將蓋玻片在HCl中浸泡后干燥，再將其浸入預(yù)熱的0.1％的明膠溶液中，然后空氣中自然干燥；

2)固相FISH實(shí)驗(yàn)：將固定后的細(xì)菌稀釋至合適濃度后液滴加在經(jīng)預(yù)處理蓋玻片上，空氣中自然干燥，讓細(xì)菌充分粘附在蓋玻片表面，酒精梯度脫水后，在樣品上原位滴加探針和雜交緩沖液，暗處雜交后，沖去探針,然后將玻片繼續(xù)置于預(yù)熱的洗脫緩沖液中，暗處洗脫后，用蒸餾水將蓋玻片小心沖洗干凈，空氣中自然干燥；

3)熒光顯微鏡觀察：將蓋玻片樣品朝下倒扣在載玻片上，制成三明治結(jié)構(gòu)，進(jìn)行熒光顯微鏡觀察，整個(gè)觀察過(guò)程中樣品不與任何液體(如香柏油)直接接觸；

4)SEM觀察：熒光顯微鏡觀察結(jié)束后，將蓋玻片從載玻片上取下，樣品朝上，固定在SEM專用的鋁座支架上，使用真空噴碳儀在樣品表面噴約15nm厚的碳薄膜層，使樣品能夠?qū)щ?，然后進(jìn)行SEM觀察。

步驟(4)的步驟包括：

1)液相FISH：將固定后的細(xì)菌置于1.5ml的Eppendorf離心管，采用離心的方式，進(jìn)行酒精梯度脫水后，自然風(fēng)干后，加入探針和雜交緩沖液，混勻，暗處雜交后，離心去上清，加入預(yù)熱的洗脫緩沖液，混勻，保持溫度暗處洗脫后，離心去上清，去離子水洗滌三次；

2)熒光顯微鏡觀察：滴加1μl的菌液在TEM專用的碳支持膜銅網(wǎng)上，空氣中自然干燥后，樣品朝上，放置在載玻片上，然后用一蓋破片覆蓋，制成三明治結(jié)構(gòu)，進(jìn)行熒光顯微鏡觀察，整個(gè)熒光顯微鏡觀察過(guò)程中，樣品不與任何液體(如香柏油)直接接觸；

3)TEM觀察：熒光顯微鏡觀察結(jié)束后，將樣品取出，直接針對(duì)同一個(gè)樣品進(jìn)行TEM觀察。

本發(fā)明還涉及所述熒光顯微鏡和電子顯微鏡聯(lián)用，對(duì)微生物細(xì)胞同時(shí)進(jìn)行種類(lèi)鑒定和生物礦化分析的方法在鑒定微生物細(xì)胞的種類(lèi)和生物礦化機(jī)理中的應(yīng)用。

附圖說(shuō)明

圖1、熒光-電子顯微鏡聯(lián)用實(shí)現(xiàn)單細(xì)胞水平研究趨磁細(xì)菌礦化的流程示意圖

圖2、秦皇島石河入海口趨磁細(xì)菌SHHR-1的發(fā)現(xiàn)和收集

圖3、未培養(yǎng)趨磁細(xì)菌SHHR-1的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)

圖4、FISH-SEM聯(lián)用鑒別未培養(yǎng)趨磁細(xì)菌SHHR-1

圖5、FISH-TEM聯(lián)用鑒別未培養(yǎng)趨磁細(xì)菌SHHR-1

圖6、TEM研究SHHR-1生物礦化機(jī)理

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1，趨磁細(xì)菌樣本收集、細(xì)胞固定、和rDNA序列測(cè)定

(1)趨磁細(xì)菌樣品采集、檢測(cè)和樣本收集：樣品采自秦皇島市石河入海口近岸沉積物，按1:2的泥水比裝入～600ml的塑料瓶中，帶回實(shí)驗(yàn)室，室溫避光放置2-4周后，采用“懸滴法”觀察趨磁細(xì)菌：從瓶子的泥水界面處取一滴沉積物滴在蓋玻片上后，將其倒扣并通過(guò)一塑膠“O”形圈(直徑約1cm，厚度與3mm)懸空放置在一載玻片上，放置在光學(xué)顯微鏡的載物臺(tái)上并置于磁場(chǎng)環(huán)境中，一種桿狀的趨磁細(xì)菌沿磁場(chǎng)方向從沉積物中游出來(lái)，富集在水滴邊緣(圖2a)，將這類(lèi)趨磁細(xì)菌暫時(shí)命名為SHHR-1。利用外磁場(chǎng)的引導(dǎo)作用，采用自制的玻璃磁分離器(體積約為150ml)將趨磁細(xì)菌SHHR-1從該沉積物中分離和富集出來(lái)，并應(yīng)用光學(xué)顯微鏡對(duì)收集到的趨磁細(xì)菌進(jìn)行染色觀察(圖2b)。當(dāng)獲得足量的趨磁細(xì)菌樣品后，將樣品分成兩部分。

(2)細(xì)胞固定：其中一部分細(xì)胞采用蒸餾水離心洗滌三次后，懸浮在75μl PBS緩沖液中(緩沖液用0.22μm濾膜過(guò)濾除菌)，再加入25μl 4％的多聚甲醛溶液(終濃度為1％)，4℃下固定3-12h后，離心去上清，再將固定后的細(xì)菌重新懸浮在200μl PBS緩沖液中，最后加入200μl無(wú)水乙醇,混勻-20℃放置備用，預(yù)留進(jìn)行熒光原位雜交實(shí)驗(yàn)。

(3)rDNA序列測(cè)定：另一部分細(xì)胞用來(lái)進(jìn)行16S rDNA序列擴(kuò)增和測(cè)序，獲取SHHR-1的系統(tǒng)發(fā)育信息。

實(shí)施例2，特異性寡核苷酸探針設(shè)計(jì)

(4)將獲得未培養(yǎng)趨磁細(xì)菌SHHR-1的16S rDNA序列在NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)中與已知的細(xì)菌和趨磁細(xì)菌序列進(jìn)行比對(duì)，建立未培養(yǎng)趨磁細(xì)菌的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)，發(fā)現(xiàn)SHHR-1屬于γ-變形菌綱趨磁細(xì)菌(圖3)。利用商業(yè)軟件MEGA和Prime Prime5.0，根據(jù)核酸配對(duì)原理，設(shè)計(jì)針對(duì)SHHR-1的專一性、Cy3熒光染料標(biāo)記的寡核苷酸探針SHHR838(5'-ACCCTTTTATGAGTCCAACGGCT-3')，最后利用Ribosomal Database Project II(RDP-II)數(shù)據(jù)庫(kù)中的Pronbe Match軟件檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)SHHR838具有特異性，只能與SHHR-1的16S rDNA序列配對(duì)。

實(shí)施例3，F(xiàn)ISH-SEM聯(lián)用鑒別趨磁細(xì)菌SHHR-1

(5)蓋玻片的預(yù)處理：為增加蓋玻片對(duì)趨磁細(xì)菌的粘附性，將蓋玻片(18mmX18mmX0.17mm)在1M HCl中浸泡72小時(shí)干燥后，再將其浸入65℃預(yù)熱的0.1％的明膠溶液(W/V)中5分鐘，然后空氣中自然干燥備用。

(6)固相FISH實(shí)驗(yàn)：將實(shí)施例1(2)固定后的趨磁細(xì)菌稀釋至合適濃度后，取1μl菌懸液滴加在經(jīng)預(yù)處理蓋玻片上，空氣中自然干燥，讓細(xì)菌充分粘附在蓋玻片表面。然后經(jīng)50％、80％和100％的酒精梯度脫水，每次3min。自然干燥后，在樣品上原位滴加1μl探針(50ng/μl)和9μl雜交緩沖液(0.9M NaCl,20mM Tris-HCl[pH 7.5],0.02％[wt/vol]sodium dodecyl sulfate[SDS],35％[vol/vol]formamide)混合后，46℃暗處雜交3h后，用少許48℃預(yù)熱的洗脫緩沖液(0.08M NaCl,20mM Tris-HCl[pH 7.5],5mM EDTA[pH 8.0],0.01％[wt/vol]SDS)小心的沖去探針,然后將玻片繼續(xù)置于預(yù)熱的洗脫緩沖液中，48℃暗處洗脫25min。最后，用蒸餾水將蓋玻片小心沖洗干凈，空氣中自然干燥。

(7)熒光顯微鏡觀察：將蓋玻片樣品朝下倒扣在載玻片上，制成三明治結(jié)構(gòu)，進(jìn)行熒光顯微鏡觀察。整個(gè)熒光顯微鏡觀察過(guò)程中，樣品不與任何液體(如香柏油)直接接觸。熒光顯微鏡觀察樣品的結(jié)果見(jiàn)圖4a和4b，趨磁細(xì)菌SHHR-1和大腸桿菌(E.coli，對(duì)照細(xì)菌)同時(shí)被FAM熒光標(biāo)記的細(xì)菌通用探針EUB338(5'-GCTGCCTCCCGTAGGAGT-3')標(biāo)記而呈綠色，SHHR-1還能同時(shí)被特異性探針SHHR838標(biāo)記而呈紅色，圖4c是4a和4b的疊加，圖4e為圖4c中虛線框中的視野的放大圖。

(8)SEM觀察：熒光顯微鏡觀察結(jié)束后，將蓋玻片從載玻片上取下，樣品朝上，固定在SEM專用的鋁座支架上，采用商業(yè)儀器化的真空噴碳儀，在真空中采用電鍍的方法，在樣品表面噴約15nm厚的碳薄膜層，使樣品能夠?qū)щ?，然后進(jìn)行SEM觀察。由于熒光顯微鏡和SEM觀察針對(duì)同一個(gè)樣品進(jìn)行，通過(guò)圖像對(duì)比，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)同一個(gè)區(qū)域或同一個(gè)細(xì)菌的熒光顯微鏡(系統(tǒng)發(fā)育信息)和SEM(細(xì)菌形貌信息)的一一對(duì)應(yīng)分析。圖4d是熒光顯微鏡觀察區(qū)域4a的低倍SEM圖像，圖4f是熒光顯微鏡觀察區(qū)域4e的高倍SEM圖像。FISH-SEM聯(lián)用觀測(cè)證實(shí)，所有能同時(shí)被EUB338和SHHR838探針標(biāo)記的細(xì)菌均在細(xì)胞內(nèi)含有一條呈白色的磁小體鏈，證實(shí)這類(lèi)細(xì)菌是趨磁細(xì)菌SHHR-1，而那些只能被EUB338探針標(biāo)記的細(xì)菌，不含磁小體，是大腸桿菌。

實(shí)施例4，F(xiàn)ISH-TEM聯(lián)用鑒別趨磁細(xì)菌SHHR-1及研究磁小體結(jié)構(gòu)

(9)液相FISH：將實(shí)施例1(2)固定后的趨磁細(xì)菌置于1.5ml的Eppendorf離心管，采用離心的方式，進(jìn)行50％、80％和100％的酒精梯度脫水，每次3min。脫水后，將離心管敞口放在空氣中約15分鐘自然風(fēng)干后，加入10μl探針(50ng/μl)和90μl雜交緩沖液(0.9M NaCl,20mM Tris-HCl[pH 7.5],0.02％[wt/vol]sodium dodecyl sulfate[SDS],35％[vol/vol]formamide)，混勻，46℃暗處雜交3h。雜交完成后，離心去上清，加入500μl 48℃預(yù)熱的洗脫緩沖液，混勻，保持溫度暗處洗脫25min。然后，離心去上清，去離子水洗滌三次，備用。

(10)熒光顯微鏡觀察：滴加1μl的菌液在TEM專用的碳支持膜銅網(wǎng)上，空氣中自然干燥后，樣品朝上，放置在載玻片上，然后用一蓋破片覆蓋，制成三明治結(jié)構(gòu)，進(jìn)行熒光顯微鏡觀察。整個(gè)熒光顯微鏡觀察過(guò)程中，樣品不與任何液體(如香柏油)直接接觸。熒光顯微鏡觀察樣品的結(jié)果見(jiàn)圖5a和5b，趨磁細(xì)菌SHHR-1和大腸桿菌(E.coli，對(duì)照細(xì)菌)同時(shí)被FAM熒光標(biāo)記的細(xì)菌通用探針EUB338(5'-GCTGCCTCCCGTAGGAGT-3')標(biāo)記而呈綠色，SHHR-1還能同時(shí)被特異性探針SHHR838標(biāo)記而呈紅色，圖5c是5a和5b的疊加，圖5e為圖5c中虛線框中的視野的放大圖。

(11)TEM觀察：熒光顯微鏡觀察結(jié)束后，將樣品取出，直接進(jìn)行TEM觀察。由于熒光顯微鏡和SEM觀察針對(duì)同一個(gè)樣品進(jìn)行，通過(guò)圖像對(duì)比，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)同一個(gè)區(qū)域或同一個(gè)細(xì)菌的熒光顯微鏡(系統(tǒng)發(fā)育信息)和TEM(細(xì)菌形貌和結(jié)構(gòu)信息)的一一對(duì)應(yīng)分析。圖5f和5g是熒光顯微鏡觀察區(qū)域5e在正常模式下獲得的低倍TEM圖像。圖5g內(nèi)插圖為單個(gè)磁小體的高分辨TEM(HRTEM)圖像。FISH-TEM聯(lián)用觀測(cè)不僅證實(shí)，所有能同時(shí)被EUB338和SHHR838探針標(biāo)記的細(xì)菌均含有磁小體鏈，為趨磁細(xì)菌SHHR-1，還能對(duì)細(xì)胞內(nèi)的磁小體進(jìn)行HRTEM分析，在亞納米水平上獲得磁小體晶體的形貌、尺寸和結(jié)構(gòu)信息。

實(shí)施例5，TEM研究SHHR-1生物礦化機(jī)理

通過(guò)FISH-SEM和FISH-TEM成功鑒別了趨磁細(xì)菌SHHR-1并初步獲得了該細(xì)菌及其磁小體的形貌和結(jié)構(gòu)特征后，綜合采用多種高級(jí)TEM技術(shù)對(duì)趨磁細(xì)菌SHHR-1及其合成磁小體的形貌、結(jié)構(gòu)和成分進(jìn)一步開(kāi)展系統(tǒng)地研究，從而認(rèn)識(shí)趨磁細(xì)菌SHHR-1的生物礦化機(jī)理。

(12)圖6a是采用高角環(huán)形暗場(chǎng)-掃描透射電子顯微鏡技術(shù)(HAADF-STEM)獲得的5個(gè)SHHR-1細(xì)菌低倍圖像，HAADF-STEM圖像顯示，SHHR-1為桿狀，平均直徑為2.5±0.5μm，平均寬度為0.9±0.07μm(n＝52)。除了在細(xì)胞內(nèi)合成一條完整的磁小體鏈(白色鏈)外，還能在細(xì)胞內(nèi)合成幾個(gè)數(shù)納米到上百納米大小的球形顆粒。在HAADF-STEM模式下，采用能量色散譜(EDX)分析表明，磁小體富含鐵和氧，為磁鐵礦，而細(xì)胞內(nèi)的球形顆粒從成分上講分為兩類(lèi)，一類(lèi)富含硫，可能為單質(zhì)硫內(nèi)含物，另一類(lèi)富含磷、鈣、鎂和鈉等元素，可能為多聚偏磷酸顆粒。圖6b是這5個(gè)SHHR-1細(xì)菌的鐵、硫和磷三種元素的化學(xué)分布圖。圖6c是碳支持膜、SHHR-1細(xì)胞質(zhì)、多聚偏磷酸顆粒、硫顆粒和磁小體的EDX譜圖。

(13)圖6d是四個(gè)磁小體高倍HAADF-STEM圖像，SHHR-1磁小體呈稍微拉長(zhǎng)的棱柱形，磁小體沿顆粒的拉長(zhǎng)方向排列成鏈。通過(guò)對(duì)423個(gè)磁小體顆粒尺寸統(tǒng)計(jì)表明，SHHR-1磁小體平均長(zhǎng)度為72.9±15.7nm，平均寬度為52.6±11.0nm，平均寬長(zhǎng)比為0.73±0.07(n＝423)。SHHR-1磁小體的長(zhǎng)度和寬度的尺寸具有典型的負(fù)偏斜分布(圖6e和6f)，其分布的偏斜系數(shù)分別為-1.12和-0.77，顆粒長(zhǎng)、寬散點(diǎn)圖(圖6g)顯示，磁小體的長(zhǎng)與寬幾乎等比例變化。磁小體尺寸方面的這些特征均表明，與其他的立方八面體和棱柱形磁鐵礦磁小體類(lèi)似，SHHR-1磁小體的晶體生長(zhǎng)可能受到磁小體膜物理尺寸的限制，在磁小體膜內(nèi)按照齊序模式生長(zhǎng)(Homothetical growth)。

(14)圖6h是一個(gè)代表性磁小體顆粒沿磁鐵礦的[01-1]晶帶軸方向獲得的HRTEM圖像，圖6i和圖6j分別是該顆粒相應(yīng)的快速傅里葉變換圖(FFT)和赤平投影圖(SP)。根據(jù)HRTEM、FFT和SP圖，可以識(shí)別出該磁小體顆粒的晶面組成，從而重構(gòu)出該顆粒的理想晶型(圖6k)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，SHHR-1磁小體晶體是由6個(gè)大的{110}側(cè)面和兩端各一個(gè)大的{111}頂面，以及6個(gè)小的{111}和6個(gè)小的{100}截面構(gòu)成的棱柱體。

最后需要說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅幫助本領(lǐng)域技術(shù)人員理解本發(fā)明的實(shí)質(zhì)，不用做對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。