专利名称：一种铁矿趋磁细菌及其分离纯化和制备磁小体的方法
技术领域：
本发明涉及细菌，尤其涉及菌体能产生磁小体的趋磁细菌，本发明还涉及趋磁细菌的分离纯化及其制备磁小体的方法。
趋磁细菌(Magnetotactic bacterium，简称MB)MB-TK是从铁矿土壤样品中分离出来，其菌体能产生纳米级粒子-磁小体的一种细菌，依照趋磁细菌的简写MB，及分离该细菌的土壤样品来源于铁矿(Tie kuang)，因此，将本发明的趋磁细菌取名为MB-TK。趋磁细菌MB-TK已经在中国典型培养物保藏中心保藏，地址为中国.武汉.武汉大学，保藏日期2002年5月10日，保藏编号M202020，分类命名为Magnetotactic bacterium MB-TK。
趋磁细菌是生物磁学和仿生学研究领域一种良好的模式材料，其产生的磁小体颗粒小而均匀，外有生物膜包被，颗粒间不聚集，是一种生物来源的良好纳米材料。趋磁细菌及其磁小体具有广泛的用途，如(1)趋磁细菌用于制作磁化细胞；(2)用于废水处理；(3)磁小体作为酶、药物、核酸等的载体，用于生物传感器、医疗卫生等领域(4)用于信息存储，磁小体可用于制作容量大、高清晰度、高保真水平的记录材料；(5)趋磁细菌的磁小体合成基因克隆到发酵工业中的生产菌株，可大大改善发酵工艺。
发明内容
本发明的目的是，提供一种新的趋磁细菌MB-TK，该趋磁细菌MB-TK的菌体能产生磁小体。本发明的另一目的是，提供趋磁细菌MB-TK的分离纯化和制备磁小体的方法。
本发明的趋磁细菌MB-TK已在中国典型培养物保藏中心保藏，地址为中国.武汉.武汉大学，保藏日期2002年5月10日，保藏编号M202020分类命名为Magnetotactic bacterium MB-TK。其特征为微好氧细菌，菌体形态为杆状或长椭园形，产生圆形或多角形磁小体，每一菌体产生2～10颗磁小体；磁小体的主要元素组成为铁(Fe)、硅(Si)、铝(Al)、钙(Ca)、碳(C)、氯(Cl)、氧、镁。
趋磁细菌MB-TK的分离纯化方法按下列步骤顺序进行(1)对趋磁细菌进行富集培养①、取含趋磁细菌MB-TK铁矿土壤样品，加入仅趋磁细菌能生长的选择性富集培养基的瓶中，将瓶口密封；②、在22℃-30℃室温下避光培养25～30天；③、用滴管吸取菌体及部分培养液，用5000～7000转/分钟离心8～12分钟，去掉上清液；④、收集菌体即离心后的沉淀物，悬浮于无菌水中；(2)对趋磁细菌MB-TK进行纯化培养⑤、先在培养皿中加入经富集培养获得的趋磁细菌水悬液，再倒入半固体生长培养基，冷却凝固；⑥、在22-30℃下培养3天，挑选趋磁细菌MB-TK的单菌落，即为纯化的趋磁细菌MB-TK。
上述的半固体生长培养基为在生长培养基中加入0.7％的琼脂，113℃灭菌20分钟。
上述的选择性富集培养基每升的组份为丁二酸钠1克，硝酸钠0.1克，醋酸钠0.2克，巯基乙酸钠0.05克，维生素混合液10ml，矿物质混合液10ml，0.01M奎宁酸铁1ml，余者为水。再用NaOH调pH值为6.7，113℃灭菌20分钟。
上述的维生素混合液每升的组份为生物素2.0毫克/升，叶酸2.0毫克/升，维生素B610.0毫克/升，维生素B25.0毫克/升，维生素B15.0毫克/升，维生素B55.0毫克/升，维生素B35.0毫克/升，维生素B120.1毫克/升，硫辛酸5.0毫克/升，ρ-aminobenzoic acid 5.0毫克/升，余者为水。
上述的矿物质混合液每升的组份为nitrolotriacetic acid1.5克/升，硫酸镁3克/升，硫酸锰0.5克/升，氯化钠1克/升，硫酸铁0.1克/升，氯化钙0.1克/升，氯化钴0.1克/升，硫酸锌0.1克/升，硫酸铜0.01克/升，硫酸钾铝0.01克/升，硼酸0.01克/升，钼酸钠0.01克/升，余者为水。
趋磁细菌MB-TK制备磁小体的方法按下列步骤顺序进行(1)对趋磁细菌MB-TK进行扩大培养a、在瓶中装入生长培养基，113℃灭菌20分钟，静置12-20小时，接入纯化的趋磁细菌MB-TK；b、在22℃-30℃室温下，避光培养20～25天；c、再用5000转/分离心10～12分钟，去上清液，收集菌体；d、将菌体悬浮于无菌水中成菌体悬浮液；(2)对趋磁细菌MB-TK进行生长培养e、在瓶中装入生长培养基，113℃灭菌20分钟，静置12-20小时，接入菌体悬浮液；f、在22℃-30℃室温下，避光培养25～60天；g、再用5000转/分离心10～12分钟，去上清液，收集沉淀物；h、将沉淀物悬浮于无菌水中成悬浮液；(3)将悬浮液，用孔径45um的滤纸初过虑，再用孔径20um的滤纸过虑以除去细胞碎片；(4)再用5000转/分离心10～12分钟，去上清液，收集磁小体沉淀、真空干燥、密封保存，即制成趋磁细菌MB-TK来源的纳米材料-磁小体。
上述的生长培养基为每1000ml的组份为维生素混合液10ml，矿物质混合液10ml，KH2PO450mM，奎宁酸铁250uM，丁二酸钠1g，无水醋酸钠0.2g，硝酸钠0.1g，巯基乙酸钠0.05g，加水至1000ml。再用NaOH调至pH值为6.7，113℃灭菌20分钟。
上述维生素混合液的组份与选择性富集培养基中的维生素混合液的组份相同。
上述矿物质混合液的组份与选择性富集培养基中矿物质混合液的组份相同。
本发明具有如下优点其趋磁细菌MB-TK易于培养，可制备具有广泛用途的生物来源的纳米材料-磁小体，磁小体产生量大，具有广泛的开发、应用前景，使纳米科技研究领域的纳米材料来源更丰富，性能更优良，品种多样化。
上述选择性富集培养基每升的组份为丁二酸钠1克，硝酸钠0.1克，醋酸钠0.2克，巯基乙酸钠0.05克，维生素混合液10ml，矿物质混合液10ml，0.01M奎宁酸铁1ml，余者为水。再用NaOH调至pH值为6.7，113℃灭菌20分钟。
上述维生素混合液每升的组份为生物素2.0毫克/升，叶酸2.0毫克/升，维生素B610.0毫克/升，维生素B25.0毫克/升，维生素B15.0毫克/升，维生素B55.0毫克/升，维生素B35.0毫克/升，维生素B120.1毫克/升，硫辛酸5.0毫克/升，ρ-aminobenzoic acid 5.0毫克/升，余者为水。
上述矿物质混合液每升的组份为nitrolotriacetic acid 1.5克/升，硫酸镁3克/升，硫酸锰0.5克/升，氯化钠1克/升，硫酸铁0.1克/升，氯化钙0.1克/升，氯化钴0.1克/升，硫酸锌0.1克/升，硫酸铜0.01克/升，硫酸钾铝0.01克/升，硼酸0.01克/升，钼酸钠0.01克/升，余者为水。
趋磁细菌MB-TK可用如下方法进行纯化先在培养皿中加入经富集培养获得的趋磁细菌水悬液，再倒入半固体生长培养基，冷却凝固；在22-30℃下培养3天，挑选趋磁细菌MB-TK的单菌落；该单菌落即为纯化的趋磁细菌MB-TK。
再在250ml瓶中，装入200ml生长培养基，静置12～20小时，接入纯化的趋磁细菌MB-TK的单菌落，在22℃～30℃室温下，避光培养20～25天。
趋磁细菌MB-TK用如下方法进行生长培养在500ml瓶中装入400ml生长培养基，静置12～20小时，接入趋磁细菌MB-TK水悬浮液，在22℃-30℃室温下，避光培养25～60天。
再用5000转/分离心10～12分钟，去上清液，收集沉淀物将沉淀物悬浮于无菌水中成悬浮液。
将悬浮液，用孔径45um的滤纸初过虑，再用孔径20um的滤纸过虑以除去细胞碎片；再用5000转/分离心10～12分钟，去上清液，收集磁小体沉淀，真空干燥，密封保存，即制成趋磁细菌MB-TK来源的纳米材料—磁小体。
上述半固体生长培养基为，在生长培养基中加入0.7％的琼脂，113℃灭菌20分钟。
上述生长培养基每1000ml的组份为维生素混合液10ml，矿物质混合液10ml，KH2PO450mM，奎宁酸铁250uM，丁二酸钠1g，无水醋酸钠0.2g，硝酸钠0.1g，巯基乙酸钠0.05g，加水至1000ml。用NaOH调至pH值为6.7，113℃灭菌20分钟。
上述维生素混合液的组份与选择性富集培养基中的维生素混合液的组份相同。
上述矿物质混合液的组份与选择性富集培养基中矿物质混合液的组份相同。
权利要求
1.一种趋磁细菌，其特征在于，Magnetotactic bacterium MB-TK，CCTCC NOM202020。
2.根据权利要求1所述的一种趋磁细菌，其特征在于，该趋磁细菌MB-TK为微好氧细菌，菌体形态为杆状或长椭园形，产生圆形或多角形磁小体，每一菌体产生2～10颗磁小体；磁小体的主要元素组成为铁、硅、铝、钙、碳、氯、氧、镁。
3.实现权利要求1所述的一种趋磁细菌MB-TK的分离纯化方法，该方法按下列步骤顺序进行(1)对趋磁细菌进行富集培养a、取含趋磁细菌MB-TK铁矿土壤样品，加入仅趋磁细菌能生长的选择性富集培养基的瓶中，将瓶口密封；b、在22℃-30℃室温下避光培养25～30天；c、用滴管吸取菌体及部分培养液，用5000～7000转/分钟离心8～12分钟，去掉上清液；d、收集菌体即离心后的沉淀物，悬浮于无菌水中；(2)对趋磁细菌MB-TK进行纯化培养A、先在培养皿中加入经富集培养获得的趋磁细菌水悬液，再倒入半固体生长培养基，冷却凝固；B、在22-30℃下培养3天，挑选趋磁细菌MB-TK的单菌落，即为纯化的趋磁细菌MB-TK。
4.根据权利要求3所述的制备磁小体的方法，其特征在于，所述的半固体生长培养基为在生长培养基中加入0.7％的琼脂，113℃灭菌20分钟。
5.根据权利要求3所述的制备磁小体的方法，其特征在于，所述的择性富集培养基每升的组份为丁二酸钠1克，硝酸钠0.1克，醋酸钠0.2克，巯基乙酸钠0.05克，维生素混合液10ml，矿物质混合液10ml，0.01M奎宁酸铁1ml，余者为水。
6.根据权利要求3所述的制备磁小体的方法，其特征在于，所述的维生素混合液每升的组份为生物素2.0毫克/升，叶酸2.0毫克/升，维生素B610.0毫克/升，维生素B25.0毫克/升，维生素B15.0毫克/升，维生素B55.0毫克/升，维生素B35.0毫克/升，维生素B120.1毫克/升，硫辛酸5.0毫克/升，ρ-aminobenzoic acid 5.0毫克/升，余者为水。
7.根据权利要求3所述的制备磁小体的方法，其特征在于，所述的矿物质混合液每升的组份为nitrolotriacetic acid 1.5克/升，硫酸镁3克/升，硫酸锰0.5克/升，氯化钠1克/升，硫酸铁0.1克/升，氯化钙0.1克/升，氯化钴0.1克/升，硫酸锌0.1克/升，硫酸铜0.01克/升，硫酸钾铝0.01克/升，硼酸0.01克/升，钼酸钠0.01克/升，余者为水。
8.根据权利要求1所述的一种趋磁细菌MB-TK制备磁小体的方法，该方法按下列步骤顺序进行(1)对趋磁细菌MB-TK进行扩大培养a、在瓶中装入生长培养基，113℃灭菌20分钟，静置12-20小时，接入纯化的趋磁细菌MB-TK；b、在22℃-30℃室温下，避光培养20～25天；c、再用5000转/分离心10～12分钟，去上清液，收集菌体；d、将菌体悬浮于无菌水中成菌体悬浮液；(2)对趋磁细菌MB-TK进行生长培养A、在瓶中装入生长培养基，113℃灭菌20分钟，静置12-20小时，接入菌体悬浮液；B、在22℃-30℃室温下，避光培养25～60天；C、再用5000转/分离心10～12分钟，去上清液，收集沉淀物；D、将沉淀物悬浮于无菌水中成悬浮液；(3)将悬浮液，用孔径45um的滤纸初过虑，再用孔径20um的滤纸过虑以除去细胞碎片；(4)再用5000转/分离心10～12分钟，去上清液，收集磁小体沉淀，真空干燥，密封保存，即制成趋磁细菌MB-TK来源的纳米材料—磁小体。
9.根据权利要求8所述的制备磁小体的方法，其特征在于，所述的生长培养基为每1000ml的组份为维生素混合液10ml，矿物质混合液10ml，KH2PO450mM，奎宁酸铁250uM，丁二酸钠1g，无水醋酸钠0.2g，硝酸钠0.1g，巯基乙酸钠0.05g，余者为水。
全文摘要
一种趋磁细菌,该细菌从铁矿土壤样品中分离出来,现已在中国典型培养物保藏中心保藏,保藏编号:M202020分类命名为:Magnetotactic bacterium MB－TK。该趋磁细菌MB－TK的特征为:微好氧细菌,菌体形态为杆状或长椭圆形,产生圆形或多角形磁小体,每一菌体产生2～10颗磁小体;磁小体的主要元素组成为铁(Fe)、硅(Si)、铝(Al)、钙(Ca)、碳(C)、氯(Cl)、氧、镁。该趋磁细菌MB－TK具有如下优点:易于培养,可制备具有广泛用途的生物来源的纳米材料－磁小体,磁小体产生量大,具有广泛的开发、应用前景,使纳米科技研究领域的纳米材料来源更丰富,性能更优良,品种多样化。
文档编号C12N1/20GK1379086SQ02115868
公开日2002年11月13日 申请日期2002年5月20日 优先权日2002年5月20日
发明者高梅影, 戴顺英, 彭可凡 申请人:中国科学院武汉病毒研究所