“微生物-金屬氧化物”間界面相互作用機(jī)制及其應(yīng)用研究.pdf

1、微生物在環(huán)境治理中發(fā)揮著重要的作用，在環(huán)境微生物技術(shù)中存在各種形式的界面反應(yīng)，影響微生物在介質(zhì)表面的貼附。研究微生物與金屬氧化物的界面反應(yīng)，有助于解決膜污染、生物腐蝕等一系列的環(huán)境問(wèn)題，也可指導(dǎo)開(kāi)發(fā)新型微生物選擇性富集分離技術(shù)，因而在微生物檢測(cè)以及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警方面都具有重要的意義。本研究基于DLVO理論指導(dǎo)，開(kāi)發(fā)納米磁珠分離技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)玻璃纖維濾膜上微生物的分離；結(jié)合經(jīng)典過(guò)濾理論與鐵載體在金屬氧化物表面形成化學(xué)鍵的新型作用形式，表征鐵載

2、體介導(dǎo)下，微生物吸附行為特征；開(kāi)發(fā)鐵載體修飾的磁性材料，探究修飾后材料選擇性富集特定微生物的可行性，取得如下研究成果：
　　納米磁珠分離技術(shù)在酸性條件下，吸附玻璃纖維濾膜上的微生物，具有最大的收率；經(jīng)16sRNA基因高通量測(cè)序及群落分析，酸性條件下磁珠法富集微生物的群落結(jié)構(gòu)與原有微生物組成高度近似。共線(xiàn)性分析顯示酸性條件下吸附微生物樣品與對(duì)照樣品間的夾角（16.2°）與同一微生物群落DNA兩次PCR擴(kuò)增的結(jié)果近似（14.2°），顯

3、示該方法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)濾膜上微生物無(wú)差別的吸附。
　　構(gòu)建了基于濾柱實(shí)驗(yàn)的微生物吸附表征體系。胞外聚合物（Extracellular Polymeric Substances,EPS）缺失型菌株EPS－與野生型具有EPS菌株EPS+在玻璃珠濾料中，表現(xiàn)出不同的過(guò)濾形式。EPS-符合經(jīng)典過(guò)濾理論的log-linear模型。而EPS+由于EPS影響，表現(xiàn)出與經(jīng)典過(guò)濾模型相偏差的形式，即在濾層15cm位置出現(xiàn)最大截留濃度的顯著拐點(diǎn)。在甲磺酸

4、去鐵胺（Deferoxamine B,DFOB）修飾濾料實(shí)驗(yàn)中，BW25113表現(xiàn)為與經(jīng)典過(guò)濾理論相偏差。濾料中截留細(xì)菌濃度先增后減，在濾層15cm處能截留最大的細(xì)菌濃度。作為對(duì)照，在未用DFOB浸泡過(guò)的濾料中，由于EPS的存在截留細(xì)菌也表現(xiàn)為先增后減，在濾層下10cm具有最大的截留細(xì)菌量。相比較對(duì)照組，實(shí)驗(yàn)組截留BW25113的細(xì)菌量顯著增高了50％。
　　制備的鐵載體修飾的磁性納米材料，在編碼去鐵胺受體蛋白過(guò)表達(dá)菌fhuE++