磁性細菌分離儀的開發(fā)與應用.pdf

1、磁小體是一種理想的新型磁性納米材料,可以廣泛應用在磁性材料、生物醫(yī)學工程、環(huán)境保護等各領域。磁小體一般在趨磁細菌胞內(nèi)排列成磁鏈,因此趨磁細菌得到了趨磁性,基于這種特性,可以使用磁分離方法分離純化趨磁細菌。本課題組首次發(fā)現(xiàn)氧化亞鐵硫桿菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)胞內(nèi)可以合成磁性顆粒。但是類似氧化亞鐵硫桿菌這種磁性細菌的趨磁性非常微弱,分離強磁性菌有一定的困難。本文對磁性細菌的磁分離進行了研究,設計開發(fā)

2、了一種有效的磁性細菌分離儀,并應用分離儀分離得到磁敏感氧化亞鐵硫桿菌,還探索了其培養(yǎng)條件和批量培養(yǎng)。
　　 本文在磁分離理論計算的基礎上設計開發(fā)出一種磁性細菌分離儀,經(jīng)過特殊設計的磁極頭可以產(chǎn)生利于磁分離的梯度分布強磁場。利用氧化亞鐵硫桿菌為樣品進行了磁分離實驗:分離得到的強磁菌平均每個細胞含有4顆磁性顆粒,84.21％的細胞含有磁性顆粒,多數(shù)細胞含有2～5顆,而弱磁菌平均每個細胞含有2顆磁性顆粒,65.79％的細胞含有磁性顆粒

3、,多數(shù)細胞只含有1顆;在人工磁場中,強磁菌的趨磁性明顯強于弱磁菌。結(jié)果表明磁分離儀可以有效地分離磁性細菌。磁分離儀的最優(yōu)操作條件是:電磁鐵通2A電流,以單位時間流量884 mL/h,分離濃度108ml-1的細胞懸液。
　　 本文應用磁性細菌分離儀多次分離磁敏感氧化亞鐵硫桿菌,得到了趨磁性比較強的菌株,然后對得到的菌株的生長影響因素進行了研究。通過正交實驗得到磁敏感氧化亞鐵硫桿菌的最佳培養(yǎng)條件為:溫度T=35℃;250mL搖瓶培養(yǎng)

4、時,搖床轉(zhuǎn)速為150rpm;初始pH=2.5;9K培養(yǎng)基初始FeSO4濃度為44.7g/L。
　　 本文通過補加Fe2+的方式,實現(xiàn)了磁敏感氧化亞鐵硫桿菌的實驗室規(guī)模(2L)批量培養(yǎng),初始培養(yǎng)體積為1 L,終體積為2 L,最佳條件為發(fā)酵40 h時,一次補入濃度5％的補料,最終菌體濃度比不補料對照提高了60.69％;相同條件一次補入9K培養(yǎng)基全料,菌濃度相比只補入Fe2+提高了6.01％,比不補料提高了70.34％。原子力顯微鏡觀