發(fā)布時(shí)間：2020-10-10 23:28

　　 水體中磷酸鹽過(guò)量而造成的富營(yíng)養(yǎng)化是水處理方面的一大難題。雖然人們提出了很多解決的方法,但往往會(huì)伴隨著原料的不可回收、容易形成二次污染、處理效率低等問(wèn)題的出現(xiàn)。隨著膜分離技術(shù)被應(yīng)用于磷酸鹽污水處理之后以上這些問(wèn)題被解決。近幾年來(lái),含蛋白仿生膜因其具有的特異的選擇性和高效性而備受追捧。這也為我們將水體中磷酸鹽的去除提供了新的方向。為了對(duì)水體中磷酸鹽進(jìn)行選擇性吸附以及除去,本文在親水性聚砜膜上構(gòu)建了含銅綠假單胞菌外膜蛋白p的仿生膜并驗(yàn)證其在水處理方面的效果。1、在菌體培養(yǎng)方面,從溫度、pH和磷酸鹽濃度這三個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化。經(jīng)過(guò)研究之后發(fā)現(xiàn),菌體的35℃、pH 7.5以及磷酸鹽的濃度為0.2 mM的條件下能夠進(jìn)行最好的生長(zhǎng)于繁殖,菌體最大的OD值可以達(dá)到2.7。而磷酸鹽濃度又對(duì)OprP表達(dá)量有很大的影響,所以我們對(duì)在不同磷酸鹽濃度條件下培養(yǎng)的菌體進(jìn)行蛋白的提取純化,發(fā)現(xiàn)只有在磷酸鹽濃度為0.1 mM時(shí)有明顯的蛋白條帶,說(shuō)明菌體在磷酸鹽濃度為0.1 mM時(shí)有大量的目的蛋白存在。由于目的蛋白表達(dá)的最佳磷酸鹽濃度是0.1 mM,因此選擇35℃、pH 7.5以及磷酸鹽的濃0.1 mM的作為最終的菌體培養(yǎng)條件。2、探究了脂質(zhì)體粒徑均一性對(duì)蛋白插入量的影響,我們首先選擇不同磷脂濃度、干燥方式以及水化超聲時(shí)間對(duì)脂質(zhì)體粒徑均一性的影響進(jìn)行驗(yàn)證。利用動(dòng)態(tài)光散射對(duì)脂質(zhì)體粒徑進(jìn)行測(cè)定發(fā)現(xiàn)不同磷脂濃度、干燥方式對(duì)脂質(zhì)體粒徑的均一性影響較小,而水化超聲時(shí)間過(guò)長(zhǎng)或者過(guò)短都會(huì)對(duì)脂質(zhì)體粒徑均一性產(chǎn)生較大的影響。利用透射電子顯微鏡對(duì)制備的脂質(zhì)體進(jìn)行觀察,發(fā)現(xiàn)脂質(zhì)體的粒徑存在差異,這與動(dòng)態(tài)光散射所檢測(cè)到的粒徑結(jié)果一致。我們選擇對(duì)不同超聲時(shí)間條件下產(chǎn)生的脂質(zhì)體進(jìn)行蛋白插入量的檢測(cè)。水化超聲時(shí)間為1 min時(shí)蛋白插入量最少,超聲時(shí)間為5 min時(shí)蛋白插入量最多。這與脂質(zhì)體粒徑均一性的規(guī)律相統(tǒng)一。從而說(shuō)明蛋白的插入與脂質(zhì)體的粒徑均一性相關(guān)。3、在含OprP仿生膜的支撐基底制備方面,我們選擇制備親水性的聚砜膜。選擇共混添加不同量(0%,2%,4%,6%,8%,10%)的聚乙二醇來(lái)改變膜的親水性。通過(guò)比較制備的聚砜膜的孔隙率、接觸角、水通量以及截留率,我們發(fā)現(xiàn)含6%聚乙二醇的聚砜膜的性能最好。利用掃面電子顯微鏡對(duì)含聚乙二醇6%的聚砜膜進(jìn)行表面形態(tài)觀察,發(fā)現(xiàn)膜的表面孔徑大小為200 nm左右圓形且成孔均勻,效果比較理想。4、探究組裝成的含OprP仿生膜性能,主要從吸附、滲析和電滲析三個(gè)方面來(lái)驗(yàn)證它對(duì)磷酸鹽的特異性吸附和去除方面的效果。在膜吸附方面,實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的五個(gè)小時(shí)內(nèi)含OprP的仿生膜的實(shí)驗(yàn)裝置中磷酸鹽的濃度從6.3 mg/L降到5.53mg/L;在膜滲析方面,反應(yīng)的5 h之內(nèi)陽(yáng)極室的磷酸鹽濃度升高了約0.1 mg/L;說(shuō)明傳質(zhì)的效率是十分低的,為了提高傳質(zhì)效率,接下來(lái)采用電滲析,在通電條件下磷酸鹽的滲透率是非電壓條件下的3倍左右,且在混合陰離子的條件下驗(yàn)證了含OprP的仿生膜能夠?qū)α姿猁}進(jìn)行特異性選擇。本文主要是在對(duì)組成仿生膜的三大主要成分進(jìn)行制備,然后構(gòu)建了含銅綠假單胞菌外膜蛋白p的仿生膜,并且證明它對(duì)能夠?qū)λw中磷酸鹽進(jìn)行吸附以及去除。仿生膜的構(gòu)建是多學(xué)科交叉的技術(shù),本研究對(duì)于解決磷酸鹽水污染問(wèn)題提供新的思路和方法,也將有助于該仿生膜技術(shù)的進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。
【學(xué)位單位】：齊魯工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TQ051.893;X703
【部分圖文】：

第二章 含 OprP 銅綠假單胞菌培養(yǎng)條件的優(yōu)化氣泡的產(chǎn)生，然后插入梳子，待凝膠充分聚合約 35 min 后小心的將梳子取出來(lái)將提取出來(lái)的外膜膜蛋白樣品與上樣緩沖液以 4:1 的比例混合均勻，然后再在100 ℃的溫度下進(jìn)行 5 min 得反應(yīng)以使蛋白變性，10000 g 作用力下離心 2 min取上清點(diǎn)樣。將制備完成的膠玻璃板放入電泳槽中，然后加入電泳緩沖液至短玻璃板被完全淹沒(méi)，用微量的移液槍取制備好的蛋白樣品和 marker 加入樣品孔中連接電源，把電壓大小調(diào)到 80 V，當(dāng)觀察到指示劑進(jìn)入分離膠層時(shí)，再把電壓調(diào)到 120 V。當(dāng)指示劑距離玻璃板底端 1 cm 時(shí)電泳結(jié)束，考馬斯亮藍(lán)染色脫色置凝膠成像系統(tǒng)觀察拍照。2.3 結(jié)果與討論2.3.1 不同溫度條件對(duì)菌體生長(zhǎng)量的影響

圖 2.2 銅綠假單胞菌在不同 pH 下的菌體生長(zhǎng)量與溫度對(duì)銅綠假單胞菌菌體生長(zhǎng)量的影響相同，pH 對(duì)銅綠假單胞菌在缺磷培養(yǎng)基上的生長(zhǎng)至關(guān)重要 ，因此我們?cè)谧罴训臏囟葪l件下，進(jìn)行了 pH 對(duì)銅綠假單胞菌菌體生長(zhǎng)量的影響，結(jié)果如圖 2.2 。在 pH 為 7.0 和 7.5 的條件下菌體能進(jìn)行比較旺盛的生長(zhǎng)繁殖，在兩個(gè) pH 值下菌體的生長(zhǎng)量基本一致，pH7.0 的最大值達(dá)到 2.0 而 pH 7.5 卻達(dá)到了 2.6，說(shuō)明菌體在 pH 7.5 的條件下更具有生長(zhǎng)的優(yōu)勢(shì)。這與研究銅綠假單胞的最適生長(zhǎng) pH 在 7.2 基本一致[24]。而在 pH 為 8.的條件下菌體的生長(zhǎng)緩慢且不旺盛，是由于在堿性條件下，不利于菌體吸收外界營(yíng)養(yǎng)成份，從而不能很好地進(jìn)行菌體的生長(zhǎng)和繁殖。所以在以后的菌體培養(yǎng)選擇在 pH 7.5 的條件下進(jìn)行。

圖 2.3 銅綠假單胞菌在不同磷酸鹽濃度下的菌體生長(zhǎng)量銅綠假單胞菌只有在缺磷條件下才能表達(dá)我們所需的目的蛋白 OprP ，因此我們需要尋找適合菌體生長(zhǎng)的磷酸鹽濃度與菌體表達(dá)的缺磷條件相結(jié)合，從而選出最佳的磷酸鹽濃度來(lái)獲得最大量的目的蛋白 OprP。因此我們選在在不同的磷酸鹽濃度下對(duì)菌體進(jìn)行培養(yǎng)，所選擇的磷酸鹽濃度分別為 0.05 mM、0.1 mM、0.mM，它們對(duì)菌體生長(zhǎng)的影響如圖 2.3 所示。菌體在三個(gè)不同的磷酸鹽濃度下都可以進(jìn)行生長(zhǎng)，且生長(zhǎng)的規(guī)律一致。可以看出磷酸鹽濃度越低菌體生長(zhǎng)越緩慢2.3.4 外膜蛋白純化的 SDS-PAGE 電泳分析
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本文編號(hào)：2835699