細胞的磁修飾及其用于羅伊氏乳桿菌轉化甘油的研究.pdf

1、學校代碼：10385分類號：研究生學號：1100215003密級：不保密碩士學位論文細胞的磁修飾及其用于羅伊氏乳桿菌轉化甘油的研究細胞的磁修飾及其用于羅伊氏乳桿菌轉化甘油的研究StudyonmagicmodificationofcellmagicallymodifiedLactobacillusreuterifglycerolconversion作者姓名作者姓名：林檬林檬指導教師：指導教師：陳國陳國學科：科：微生物微生物研究方向：研究方

2、向：工業(yè)微生物工業(yè)微生物所在學院：所在學院：化工學院化工學院論文提交日期：論文提交日期：二零一四二零一四年三月十五十五日摘要摘要細胞磁修飾是利用納米級磁性載體與細胞相互作用，從而獲得具有磁響應特性的活性細胞。磁固定床通過外加磁場磁化床層中填充的鐵磁介質，可實現(xiàn)磁修飾細胞（MNP@Cell）的有效截留，被截留的MNP@Cell具生物活性，可用于連續(xù)發(fā)酵及生物轉化，對于研究新型的細胞固定化技術平臺有重要意義?；诩毎判揎椉夹g，本文分別對羅

3、伊氏乳桿菌（Lactobacillusreuteri）、大腸桿菌（Escherichiacoli）和釀酒酵母（Sacomycescerevisiae）進行了磁修飾的研究，并重點研究了L.reuteri在磁固定床反應器中的截留和生物轉化。首先，制備了三種模式微生物的MNP@Cell，研究了不同條件下制得MNP@Cell的磁響應特性。分別在新鮮培養(yǎng)基、發(fā)酵液及磷酸緩沖液去離子水中對L.reuteri、E.coli和S.cerevisiae進

4、行了磁修飾，考察了磁修飾條件（細胞磁性納米粒子質量比、pH、粒子濃度、鹽濃度）對制得的MNP@Cell磁分離效果的影響。結果表明，三種細胞均能得到適當?shù)拇判揎?，其中?jīng)過磁修飾后的L.reuteri磁響應性最佳；在三種溶液中，菌體磁性納米粒子質量比（MRcp）為1、pH為3、磁性納米粒子濃度為14.46mgmL、鹽離子濃度為0molL的條件下，磁修飾的L.reuteri的磁分離效果最佳。對S.cerevisiae和E.coli而言，在新鮮

5、培養(yǎng)基或發(fā)酵液中，細胞難以被磁修飾；在去離子水中，pH接近3或鹽離子濃度大于0.4molL時，制得的MNP@Cell可有效磁分離。根據(jù)不同環(huán)境條件下的研究結果，結合不同細胞（L.reuteri、S.cerevisiae與E.coli）表面特性的差異，制備高磁響應性磁修飾細胞依賴于：a）細胞表面有能與磁性粒子表面功能基團相互作用的基團；b）pH處于細胞與粒子等電點之間時，細胞表面與粒子表面帶電特性相反，易于相互作用；c）磁性粒子的分散性、

6、細胞表面粒子數(shù)量、修飾后細胞團聚特性對制得的MNP@Cell的磁分離效果的影響。其次，設計了一種新型的磁固定床，考察了螺線圈電流、發(fā)酵液流速、床層孔隙率、MRcp的對MNP@Cell截留效果的影響。磁固定床內部填充導磁不銹鋼微絲，通過螺線管施加磁場，MNP@Cell流經(jīng)床層時可被截留。結果表明，螺線圈電流為3.0A，發(fā)酵液流速為9mLmin，床層空隙率為0.88，MRcp=1.5的條件下，細胞截留效果較佳。提高磁固定床截留效果可從以下方