亚洲18 成人网页,岛国绿色高清av网站,久久久久国产日韩精品网站,色色拉Av

歡迎來到BioSense網(wǎng)站!

熱線:021-66110810, 66110819

手機(jī):13564362870

10種有機(jī)物對氧化亞鐵硫桿菌BYM磁小體生長、合成、發(fā)酵、產(chǎn)量的影響(一)

來源: 微生物學(xué)報 發(fā)布時間:2024-08-13 15:22:05 瀏覽:659 次

摘要

【目的】明確不同種類有機(jī)物對氧化亞鐵硫桿菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)BYM磁小體形成的促進(jìn)作用,為安全有效提升細(xì)菌磁小體產(chǎn)量提供新思路。

【方法】以A.ferrooxidans BYM為目的菌株,采用單因素試驗分析10種有機(jī)物對A.ferrooxidans BYM亞鐵氧化的影響,通過4 L發(fā)酵體系進(jìn)一步篩選促進(jìn)磁小體合成的有機(jī)物;通過分批發(fā)酵實驗基于經(jīng)典發(fā)酵動力學(xué)模型(Logistic、Luedeking-Piret、底物消耗動力學(xué)方程)分別構(gòu)建A.ferrooxidans BYM菌體生長、磁小體合成以及亞鐵消耗動力學(xué)模型。

【結(jié)果】篩選得到10 mmol/L葡萄糖酸能使磁小體產(chǎn)量最高達(dá)到2.00×10?3 g/L,葡萄糖酸使A.ferrooxidans BYM細(xì)胞呈橢圓形,表面光滑;在葡萄糖酸作用下,A.ferrooxidans BYM的發(fā)酵符合Logistic、Luedeking-Piret、底物消耗動力學(xué)方程。

【結(jié)論】添加10 mmol/L葡萄糖酸能夠使A.ferrooxidans BYM磁小體產(chǎn)量提升8倍,葡萄糖酸通過改變細(xì)胞形態(tài)和表面結(jié)構(gòu)促進(jìn)磁小體合成,菌體生長、產(chǎn)物生成以及底物消耗動力學(xué)模型可以闡明A.ferrooxidans BYM在葡萄糖酸存在下的分批發(fā)酵過程。

前言

磁小體是一種理想的生物納米磁性材料,主要成分是Fe3O4或Fe3S4,具有粒徑均一、超順磁性、純度高、無細(xì)胞毒性等特點(diǎn),在靶向載藥、生物定位、污水處理和磁熱療等方面具有廣泛應(yīng)用。研究表明,生物控制礦化作用下產(chǎn)生的磁小體具有雙層膜結(jié)構(gòu)。目前報道用于磁小體合成的微生物主要是3種模式趨磁細(xì)菌,包括格利菲斯瓦爾德鎮(zhèn)磁螺菌(Magnetospirillum gryphiswaldense)MSR-1、向磁磁螺菌(Magnetospirillum magnetotacticum)MS-1、Magnetospirillum magneticum AMB-1。然而,這些趨磁細(xì)菌生長條件苛刻,對氧濃度要求極為嚴(yán)格,導(dǎo)致細(xì)菌培養(yǎng)和磁小體提取過程復(fù)雜,難以進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。氧化亞鐵硫桿菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)是一種化能自養(yǎng)革蘭氏陰性細(xì)菌,最初發(fā)現(xiàn)于1947年,廣泛分布于酸性礦水、鐵硫礦床以及土壤中,屬于產(chǎn)磁小體的非趨磁細(xì)菌,能以亞鐵、硫元素以及還原型硫化物作為能源。雖然已有研究通過單因素和響應(yīng)面試驗對A.ferrooxidans產(chǎn)磁小體的發(fā)酵條件進(jìn)行了優(yōu)化,產(chǎn)率有了顯著提高,可達(dá)0.012 mg/(L·h),但相較于趨磁細(xì)菌的磁小體產(chǎn)率0.036?0.154 mg/(L·h),A.ferrooxidans的磁小體產(chǎn)率還有很大的差距。因此,篩選獲得易于培養(yǎng)的磁小體產(chǎn)生菌,并通過優(yōu)化發(fā)酵條件提高磁小體產(chǎn)量,對于促進(jìn)磁小體商業(yè)化應(yīng)用具有重要意義。

A.ferrooxidans作為典型的化能自養(yǎng)菌,對多種有機(jī)物敏感。人們在試驗中多采用有機(jī)酸、螯合劑以及表面活性劑作為促進(jìn)劑。研究表明,A.ferrooxidans在一定程度上能夠吸收特定有機(jī)物轉(zhuǎn)化為細(xì)胞的生長物質(zhì),但是其同化能力有限,主要體現(xiàn)在乙酸可以作為一種有機(jī)促進(jìn)劑,其結(jié)合細(xì)胞碳的能力大于氨基酸和糖類物質(zhì),其他常用的有機(jī)酸還包括草酸、蘋果酸以及檸檬酸等。螯合劑可以與金屬離子產(chǎn)生配位作用,從而提高菌體對金屬的攝入量,主要包括葡萄糖酸、乙二胺四乙酸(ethylenediamine tetraacetic acid,EDTA)、酒石酸和羅丹明B等。表面活性劑可以降低浸出液的表面張力,改變疏水性和滲透性,主要包括吐溫-20、吐溫-80、聚乙二醇辛基苯基醚(p-iso-octyl phenoxy polyethoxyethanol,TritonX-100)和聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)等。因此,在分批發(fā)酵中,加入有機(jī)物對菌體的次生代謝及菌體產(chǎn)量具有促進(jìn)作用,從而提高磁小體產(chǎn)量。

發(fā)酵調(diào)控是實現(xiàn)磁小體規(guī)模化生產(chǎn)的前提,發(fā)酵動力學(xué)是一門能夠監(jiān)控發(fā)酵過程中各種因素隨發(fā)酵時間變化的科學(xué)。通過發(fā)酵動力學(xué)的研究和發(fā)酵模型的建立,能夠進(jìn)一步了解發(fā)酵過程中菌體生長與產(chǎn)物形成的機(jī)制,以及環(huán)境因素對這些機(jī)制的影響,實現(xiàn)發(fā)酵過程的有效控制,從而達(dá)到提高發(fā)酵產(chǎn)物指標(biāo)的目的。微生物發(fā)酵動力學(xué)模型包括:菌體生長動力學(xué)模型、產(chǎn)物生成動力學(xué)模型和底物消耗動力學(xué)模型。通過這些動力學(xué)模型探究A.ferrooxidans BYM在整個發(fā)酵階段的菌體生長、磁小體生成和亞鐵消耗情況,可為細(xì)菌磁小體的規(guī)模化發(fā)酵提供理論和實踐依據(jù)。另外,對于細(xì)菌合成磁小體發(fā)酵動力學(xué)研究,有助于實現(xiàn)發(fā)酵過程的優(yōu)化。發(fā)酵規(guī)模的擴(kuò)大對于產(chǎn)物生成具有關(guān)鍵作用,有利于產(chǎn)磁小體細(xì)菌的工廠化發(fā)酵及補(bǔ)料發(fā)酵培養(yǎng)。目前,對于A.ferrooxidans BYM發(fā)酵動力學(xué)的探究主要集中在次生礦物的合成中,對其合成磁小體的發(fā)酵動力學(xué)的探究尚未深入報道。

因此,本研究以A.ferrooxidans BYM為研究對象,旨在探究有機(jī)酸、表面活性劑和螯合劑等外源有機(jī)物添加對菌體生長和磁小體合成的影響;解析A.ferrooxidans BYM在添加最佳促進(jìn)劑體系中的發(fā)酵動力學(xué)特征,闡明促進(jìn)劑作用下A.ferrooxidans BYM的菌體生長、磁小體合成及亞鐵氧化的動態(tài)規(guī)律,為A.ferrooxidans BYM磁小體產(chǎn)量提升提供一種新思路。



10種有機(jī)物對氧化亞鐵硫桿菌BYM磁小體生長、合成、發(fā)酵、產(chǎn)量的影響(一)

10種有機(jī)物對氧化亞鐵硫桿菌BYM磁小體生長、合成、發(fā)酵、產(chǎn)量的影響(二)

10種有機(jī)物對氧化亞鐵硫桿菌BYM磁小體生長、合成、發(fā)酵、產(chǎn)量的影響(三)

相關(guān)新聞推薦

1、牛肉調(diào)味基料對大腸桿菌、乙型副傷寒沙門氏菌、金黃色葡萄球菌生長的控制作用

2、不同濃度的表面活性劑PEG6000、SDS脅迫培養(yǎng)對細(xì)菌生長的影響【上】

3、?懸浮培養(yǎng)細(xì)胞生長曲線的繪制

4、溫室大棚內(nèi)不同微生物菌劑對秸稈降解率影響(培養(yǎng)基、實驗方法)

5、CYP720B1基因突變型萊茵衣藻提高銅離子耐受性及吸附效率