重金属研究NMT标准化方案
重金属研究NMT标准化方案
一、视频资源
二、参考文献
C2019-023，熊杰，浙江理工大学，Rice，水稻，根（距离根尖200μm，500μm），O2、Cd2+
Aeration Increases Cadmium (Cd) Retention by Enhancing Iron Plaque Formation and Regulating Pectin Synthesis in the Roots of Rice (Oryza sativa) Seedlings
C2019-024，柴团耀，中国科学院大学生命科学学院，BMC Plant Biol ，酵母菌、大肠杆菌，酵母细胞，大肠杆菌细胞，Cd2+
C2019-032，张振华，湖南农业大学，plant sci，Cd2+、NO3-
C2018-030，廉菲，江南大学，Sci Total Environ，水稻，根冠、伸长区、根毛区，Cd2+
C2018-047，周功克，中科院青岛生物能源与过程研究所，Chemosphere，浮萍，根（根尖、距离根尖400μm，1000μm）
叶（顶点、节点、顶点与节点中间的位置），Cd2+
C2018-052，李银心，中科院植物研究所，Plant Biotechnol J，甜高粱，根部（距离根尖300μm），Cd2+
C2018-059，李廷强，浙江大学，Plant Cell Environ，东南景天，根部距离根尖2.5mm至3mm，Cd2+
C2019-001，潘科，深圳大学，Chemosphere，硅藻，藻细胞，Cd2+
C2019-013，张伟、高建伟，山东大学、山东省农科院，Plant Physiology，拟南芥，根（距离根尖400μm），Cd2+
C2019-034，王果，福建农林大学，Chemosphere，Cd2+
Chlorine weaken the immobilization of Cd in soil-rice systems by biochar
C2017-034，李芳柏，广东省科学院生态环境研究所，Environmental Pollution，悬浮细胞，Cd2+
Silica nanoparticles alleviate cadmium toxicity in rice cells: Mechanisms and size effects
C2015-003，王荔军，华中农业大学，New Phytologist，悬浮细胞，Cd2+
A hemicellulose-bound form of silicon inhibits cadmium ion uptake in rice (Oryza sativa) cells
C2015-001，罗志斌，西北农林科技大学，New Phytologist，根，Ca2+/Cd2+/H+
C2013-019，王荔军，华中农业大学，New Phytologist，悬浮细胞，Cd2+
Inhibition of cadmium ion uptake in rice (Oryza sativa) cells by a wall-bound form of silicon
C2013-015，罗志斌，西北农林科技大学，PLANT CELL ENVIRON ，根，Cd2+H+
Ectomycorrhizas with Paxillus involutus enhance cadmium uptake and tolerance in Populus × canescens
C2012-017，徐进，中科院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心，New Phytologist，根，Cd2+
Comparative physiological responses of Solanum nigrum and Solanum torvum to cadmium stress
C2012-016，徐进，中科院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心，New Phytologist，根，Cd2+
Comparative transcriptome analysis of cadmium responses in Solanum nigrum and Solanum torvum
C2012-009，赵福庚，南京大学，PLANT CELL ENVIRON ，根，K+/Ca2+
Cadmium impairs ion homeostasis by altering K+ and Ca2+ channel activities in rice root hair cells
三、常测哪些指标
Cd2+、Pb2+、Cu2+、Ca2+、H+
四、检测这些离子流、分子流，有什么生物学意义
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2）科研案例
检测拟南芥距根尖Cd2+吸收速率，发现经CdCl2处理后，mpc1-1（AtMPC1 缺 失）根部Cd2+吸收速率明显高于野生型和其他突变型。由此得出：AtMPC1可以抑制植物中Cd2+的积累。AtMPC1缺失时，Cd2+由于吸收增多或者减少外排从而积累。
He L, Jing Y, Shen J, et al. Mitochondrial Pyruvate Carriers Prevent Cadmium Toxicity by Sustaining the TCA Cycle and Glutathione Synthesis. Plant Physiol. 2019;180(1):198-211.
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2）科研案例
以三种常见湿地植物为材料，芦苇在距根尖大约0-200μm处为Cu2+释放区域，而在0-500μm处表现出Pb2+和Cd2+净外排。尽管在芦苇根部的较老部分中有Cu2+，Pb2+和Cd2+的内流，但总流入量比香蒲或印度香豆小得多。穿过根细胞质膜的这种减少的金属离子吸收和/或增加的金属离子外流，可能在一定程度上解释了芦苇对金属的更高抗性。
Li, L., Yu, S., Peijnenburg, W.J.G.M. et al. Determining the fluxes of ions (Pb2+, Cu2+ and Cd2+) at the root surface of wetland plants using the scanning ion-selective electrode technique. Plant Soil 414, 1–12 (2017).
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1）H⁺生理功能概述
2）科研案例
利用扫描离子选择性电极技术对Cd胁迫驯化莱茵衣藻进行研究，发现CC-124型与CC-400型莱茵衣藻表面的H+流不明显，长期Cd胁迫驯化培养衣藻也未见有明显流速，加入高浓度Cd 后也未有明显流速产生，结合Cd2+与 Ca2+通量检测，说明其细胞表面 Cd2+与Ca2+、H+的置换反应并不强烈。
霍翔远,季宏兵,朱毅.Cd胁迫对受驯莱茵衣藻影响的非损伤微测初步研究[J].现代农业科技,2010(12):235-237+240.
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2）科研案例
Ca2+振荡激活损伤基因；抵御胁迫；避免出现免疫反应；与NH4+、H+、Na+等拮抗；低Ca引起植物生理病害；活化酶反应；信号传导。
例：以 Paxillus involutus 的 2 种菌株 MAJ 和 NAU 为研究材料，利用 CdCl2对材料进行处理。结果显示，Cd2+处理后，MAJ 和 NAU 菌丝的Cd2+内流增强，同 时也显著促进了Ca2+的内流。Ca2+通道抑制剂处理和H2O2处理后离子通量的结果，说明Paxillus involutus对 Cd2+具有富集作用并且可以通过 H2O2激活 CaPCs 促进Cd2+内流。
朱智梅,张玉红,撒刚,刘建,马旭君,邓晨,赵瑞,陈少良.外生菌根真菌Paxillus involutus吸收Cd2+及H2O2对Cd2+内流的调控作用.北京林业大学学报,2018,40(04):24-32.
五、可以检测哪些样品
1、动物样品
1）细胞
神经细胞、肿瘤细胞、巨噬细胞、淋巴细胞等
2）组织器官
肿瘤、皮肤、胃粘膜、胰岛、脑（海马体等）、胚胎（大鼠、鱼）、斑马鱼皮肤/鳃、耳蜗、心脏（香螺）、卵（鱼、鸡蛋、爪蟾）、骨骼、角膜、脊椎（豚鼠）、肌肉组织（肌纤维、心肌）
3）其它动物样品
珊瑚、螨虫、昆虫（果蝇幼虫的肠、蟑螂血脑屏障、按蚊、长红锥蝽）、蝌蚪、水蛭、蓝蟹（微感毛）、变形虫、水丝蚓
2、植物样品
1）营养器官
茎：边材、心材、微管形成层、木质部
2）生殖器官
花：花瓣、花瓣表皮细胞、花粉
种子：整体、胚
果实：果壳、果皮、果肉（苹果、柑橘）、籽粒、棉花纤维、棉桃
3）细胞：植物悬浮细胞、液泡
4）愈伤组织
3、微生物样品
酵母细胞、菌丝、菌落、微藻、细菌（大肠杆菌）
4、其它生物样品
周丛生物
5、非生物样品
金属、混凝土、泥沙、纳米材料、生物医药材料
六、样品需要做哪些前处理
国际领先的非损伤微测技术最大的特点就是活体、无损检测，因此动植物材料在检测前，不需要任何的液氮速冻、染色、研磨处理等。
1、动物单细胞
因NMT是活体检测，故从培养箱中拿出来后，置于培养皿中，直接检测即可。
2、动物组织
因NMT是活体检测，无需提前处理。如检测部位天然暴露在外，如斑马鱼皮肤离子细胞、侧线毛细胞，直接检测即可。如检测部位位于体内，需在检测时暴露出检测部位（可采用麻醉的方式），后检测即可。
3、植物根茎叶等组织器官
天然暴露在外的组织器官，例如根、茎、叶的表面，无需任何处理，直接检测即可。水培、土培、砂培、平板培养均可。
4、植物原生质体/液泡
因NMT是基于微传感器/探针的非损伤检测，检测时不接触样品，故原生质体、液泡需要从组织或者细胞中，提取出来后检测。
5、植物叶片的表皮细胞、叶肉细胞、盐腺细胞、保卫细胞
无需提前处理。因这些细胞处于组织内部，故检测时采用撕取等方式，暴露出相应细胞即可。
6、植物花粉管
离体萌发：在培养皿中萌发一段时间后即可直接检测；在体萌发：将柱头置于培养皿中，待萌发一段时间后即可直接检测。
7、植物果实
无需提前处理。如待测部位位于果实内部，需在检测前暴露出相应部位即可。
8、植物悬浮细胞
无需提前处理。检测时，置于培养皿中检测即可。
七、有哪些检测方式？
即瞬时处理，是指在检测过程中，在正常测试液中瞬间加入所需的干旱胁迫溶液（PEG或甘露醇等溶液）的处理方法，目的是为了观察瞬间干旱胁迫下，样品短时间内的离子/分子的变化趋势，即短时效应。
2、预处理/提前处理好后检测
是指在干旱胁迫一段较长的时间后（数十分钟/数小时/数天），观察植物离子/分子进出的情况，即长时效应。
八、检测环境是空气还是溶液
检测时，只要求待测部位浸于溶液中（无需整体都浸在溶液里）。
九、样品是如何检测的
十、可以送样检测吗
可以送样检测。目前非损伤微测技术测试服务由中关村NMT产业联盟统筹管理，由遍布全国的25家NMT创新平台服务中心，提供检测服务。点击获取测试服务
