响应面法优化Fe~(2+)的微生物氧化条件

氧化亚铁钩端螺旋菌(Leptospirillum ferrooxidans,L.f)是一种极端嗜酸,专性自养氧化铁的细菌,能够耐受较低pH和较高的温度,被广泛应用于生物浸矿和环境治理。氧化亚铁钩端螺旋体菌的生物浸矿效率与其对Fe~(2+)氧化速率相关,因此,本文采用响应面法,通过建立二次多项式回归方程考察pH、温度、Fe~(2+)浓度及转速四个培养因素对Fe~(2+)氧化速率的影响。结果显示在pH为2.25、温度为32℃、初始Fe~(2+)浓度为175.36 mmol/L、转数为165 r/min时,Fe~(2+)最高氧化速率为0.2911 g/Lh。     

紫色土有机质对团聚体吸附-解吸Pb~(2+)的影响

选取名山河流域4种土地利用方式(茶园、旱地、水田、林地)的紫色土为对象,采用平衡液吸附法及NH4OAc、EDTA解吸法研究有机质对Pb2+在全土及各粒径团聚体中吸附-解吸的影响,用Langmuir、Freundlich和Temkin方程对等温吸附过程进行拟合。结果表明:去除有机质前后,4种土地利用方式紫色土全土及各粒径团聚体对Pb2+的吸附量均随Pb2+初始浓度的增大而增加,各粒径团聚体对Pb2+的吸附量排序为(0.002 mm)2~0.25 mm全土0.053~0.002 mm0.25~0.053 mm,Freundlich方程拟合效果最佳,分布系数Kd值与Pd2+初始浓度呈曲线负相关,林地对Pb2+的吸附容量最大,茶园最小;4种土地利用方式紫色土全土及各粒径团聚体以静电吸附方式为主,络合吸附方式为辅,非解吸率大小关系均为林地旱地水田茶园,说明茶园紫色土对Pb2+的固持能力最弱,林地最强。去除有机质后,4种土地利用方式紫色土全土及各粒径团聚体对Pb2+的吸附量均有所降低,相较于茶园和水田,林地和旱地吸附减少量更为明显,Pd2+最大吸附减少量与有机质去除量呈极显著正相关,4种土地利用方式紫色土NH4OAc解吸率明显增加,EDTA解吸率相应减少,非解吸率均有不同程度的降低。     

响应面法优化树脂吸附红枣黄酮工艺研究

以红枣为原料提取红枣黄酮,通过吸附树脂的筛选,探讨树脂吸附的溶液浓度、pH值、吸附时间、吸附液体积对树脂吸附条件的影响。利用Box-Behnken中心组合设计原理,应用响应曲面分析方法,确定了大孔吸附树脂对红枣黄酮最佳吸附条件为:最佳吸附树脂为XDA-8,吸附时间62 min,吸附液浓度为4.3 mg/L,pH值为7.32,吸附液体积为10 mL,最大吸附效率达到85.64%,优化后得实际吸附率为85.51%。     

Cu~(2+)、Pb~(2+)和Cd~(2+)对荞麦种子中抗氧化酶活性的影响

近年来,有关荞麦降血脂、降血糖和抗衰老等的作用引起国内外生化、营养和医药学界的普遍关注[1,2].一些研究表明,荞麦中富含超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)等能够清除机体内超氧阴离子自由基(O-·2)、羟自由基(·OH)和H2O2等有害物质?..     

Pb~(2+)、Cd~(2+)和Ce~(3+)对猪胰α-淀粉酶活性的影响

分别研究了Pb2 + 、Cd2 + 和Ce3 + 对Ca (Ⅱ )α 淀粉酶活性影响及对其Ca2 + 的竞争作用 .结果表明三种金属离子低浓度情况下 (0 5～ 5mmol/L)对α 淀粉酶具有激活现象 ,而较高浓度则抑制酶活力 .Pb2 + 、Cd2 + 和Ce3 + 竞争置换α 淀粉酶中Ca2 + 能力的大小是 :Pb2 + >Cd2 + >Ce3 + ,其抑制酶活作用大小 :Pb2 + >Cd2 + >Ce3 + .     

柠檬渣微波改性及吸附pb~(2+)的性能研究

为了研究柠檬渣微波改性后的吸附性能,测量了改性柠檬渣对pb~(2+)的吸附率、柠檬渣的比表面积(BET)、灰分、碘吸附值和孔结构;并利用红外光谱(IR)、紫外光谱(UV)、差热分析(TG-DTA)、扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)对柠檬渣进行了表征。微波改性的柠檬渣对pb~(2+)吸附率比化学改性和预处理后的柠檬渣都有明显增加。与化学改性相比,柠檬渣经微波改性后比表面积有所减小,灰分率增大近5倍,碘吸附值增大近1.5倍;产生羧基和内酯基的量相对较多,酚羟基产生的量相对较少。改性柠檬渣吸附pb~(2+)后,总体骨架没有改变。微波改性柠檬渣在206 nm左右处有最大紫外吸收峰,吸附pb~(2+)后在192 nm左右处出现最大吸收峰。微波改性的柠檬渣和吸附pb~(2+)后的柠檬渣都有三个失重过程,主要由碳组成,pb~(2+)能被改性柠檬渣有效吸附,但pb~(2+)的重量和原子百分比都不高。改性后的柠檬渣表面变得疏松,孔数量明显增加。     

Pb~(2+)功能核酸生物传感器的研究进展

Pb~(2+)在低浓度下对人体的神经系统、血液系统等带来多重损伤,尤其对儿童的神经系统产生不可逆的神经损害,在自然环境中也可以通过生物链传递进入到人体,对人体健康造成影响,因此Pb~(2+)的检测受到了人们的广泛关注。目前传统的Pb~(2+)检测技术主要包括大型仪器法,化学反应比色法,电化学方法等,但仍然存在着操作复杂、成本高、检测时间长等弊端。近年来,人们发现了利用功能核酸对Pb~(2+)进行检测具有简单、快速、灵敏、强特异性等优点,因此Pb~(2+)功能核酸生物传感器受到越来越多的关注。首先介绍了Pb~(2+)依赖型功能核酸的体外筛选方法及其结构性质;其次根据Pb~(2+)功能核酸传感器的信号输出方式进行分类,包括比色生物传感器、荧光生物传感器、电化学生物传感器、纳米材料生物传感器及其他类型的生物传感器等。同时还对传感器之间的原理、灵敏度、特异性、适用领域等方面进行比较和优缺点的简单评价;最后对Pb~(2+)功能核酸生物传感器的中存在的不足,以及未来的发展方向进行了展望,意在为今后研发更便携、更灵敏、更准确的Pb~(2+)功能核酸生物传感器提供理论参考。     

果胶性能的研究——[Ⅰ].果胶与 Cu~(2+)Pb~(2+)和 Fe~(3+)离子反应

本文着重研究果胶与 Cu~(2+)、pb~(2+)和 Fe~(3+)离子反应的规律.实验表明,在一定条件下(温度、pH 等),果胶与这些金属离子反应的定量关系为:每克Cu~(2+)、pb~(2+)和 Fe~(3+)离子能够分别与30.86g、13.20g 和86.64g 的果胶(P-1)完全反应生成沉淀.本文还就温度、pH 和时间等条件对上述反应的影响进行了初步的探讨.     

Pb~(2+)、Cr~(6+)、Hg~(2+)和Cu~(2+)对碱蓬幼苗生长及生理生化指标的影响

以水培法及分光光度法培养、测定碱蓬幼苗在重金属胁迫下的株高、鲜重及根数,叶绿素、可溶性蛋白和丙二醛含量等各项生长指标以及过氧化物酶、过氧化氢酶的活性变化.结果表明:Pb2+、Cr6+、Hg2+和Cu2+使碱蓬植株生长出现明显抑制效果的临界浓度分别为:45 mg/kg、15 mg/kg、10 mg/kg和5 mg/kg。此浓度胁迫下,碱蓬植株鲜重降低25%~30%、根数减少12%~34%。重金属处理后,碱蓬的叶绿素和可溶性蛋白含量下降、丙二醛含量上升,且处理与对照间差异显著。Pb2+、Cr6+、Hg2+、Cu2+处理的叶绿素总量分别是对照的61%、59%、55%和67%,可溶性蛋白含量分别是对照的66.7%、58.3%、41.7%和75%,而丙二醛含量分别是对照的167%、147%、114%和131%。4种重金属胁迫下的碱蓬植株体内过氧化物酶活性均高于对照,而过氧化氢酶活性低于对照。     

植物乳杆菌对重金属Pb~(2+)、Cr~(6+)和Cu~(2+)的耐受性与吸附作用相关性比较

从四川矿区泡菜样品中分离得到1株对重金属铅(Pb)、铬(Cr)和铜(Cu)具有较高耐受性的菌株,经16S rDNA初步鉴定为1株植物乳杆菌。研究重金属铅、铬和铜对该植物乳杆菌的最小抑制浓度(MIC)。比较不同初始pH、初始离子浓度、吸附时间和菌体加入量对植物乳杆菌吸附3种重金属的影响,探讨MIC与吸附作用相关性。使用MIC的方法测定重金属对该菌的最小抑制浓度,原子吸收法测定对重金属的吸附效果。研究表明,该菌对Pb~(2+)、Cr~(6+)和Cu~(2+)的耐受性分别为6.67、0.67和2.17 mmol/L;其吸附性最适初始pH分别为4、6和6;最优初始离子浓度分别为100、100和50 mg/L;最优加菌量分别为3、6和5 g/L;最佳吸附时间分别为12、2和8 h。在100 mg/L的初始离子浓度下对Pb~(2+)、Cr~(6+)和Cu~(2+)的吸附率最高分别可达96%、61%和49%。MIC与吸附作用没有明显相关性。结果表明该菌具有优良的吸附性能,为今后含有乳酸菌的食品或饲料制剂的开发提供了新的乳酸菌种。     

响应面法对Acidithiobacillus ferrooxidans发酵液脱除H2S的优化研究

目的:利用Acidithiobacillus ferrooxidans(A.f)发酵液对H2S的脱除条件进行优化.方法:在前期单因素影响脱硫率的基础上,利用Design expert软件中Box-Benhnker中心组合实验设计和响应面分析法对A.f发酵液脱除H2S的气体流量、温度和进行进一步优化.结果:获得了优化的A.f发酵液脱除H2S工艺,反应温度为31.02℃,气体流量为40.03 ml/min,H2S浓度为8.17g/m3.结论:在该条件下脱硫率达99.37％,表明响应面法可有效用于A.f发酵液脱除H2S工艺的优化.     

Hg~(2+)、Pb~(2+)、Cd~(2+)和Cu~(2+)对沼泽红假单胞菌生长及净化氮、磷能力的影响

研究了在培养基中分别添加不同浓度的重金属离子时Ｈｇ２＋、Ｐｂ２＋、Ｃｄ２＋和Ｃｕ２＋作为人工配制的污水对光合细菌沼泽红假单胞菌生长与净化ＰＯ４－Ｐ和ＮＨ４－Ｎ能力的影响。实验结果表明:当培养基中Ｈｇ２＋的浓度达到２×１０－６ｍｏｌ·Ｌ－１,该菌生长趋势开始减慢;当增至４×１０－６ｍｏｌ·Ｌ－１时,生长完全被抑制。Ｃｕ２＋的浓度达到１×１０－６ｍｏｌ·Ｌ－１,该菌生长趋势也开始减慢;当增至８×１０－６ｍｏｌ·Ｌ－１时生长完全被抑制。Ｃｄ２＋的浓度达４×１０－６ｍｏｌ·Ｌ－１时,其延缓期大大延长;增至１６×１０－５ｍｏｌ·Ｌ－１时生长完全被抑制。培养基中Ｐｂ２+的浓度达到８×１０－４ｍｏｌ·Ｌ－１时,对该菌生长并未产生影响。当培养基中重金属离子浓度未达到完全抑制其生长时,对其净化ＰＯ４－Ｐ和ＮＨ４－Ｎ能力的影响不显著。     

5种速生柳无性系对Pb~(2+)胁迫的生理抗性比较

以5种一年生速生柳(竹柳、苏柳172、苏柳795、旱快柳、旱柳)幼苗为材料,通过盆栽铅胁迫实验,测定其生长过程中的生理生化指标,分析其对铅胁迫的生理响应及耐受性。结果表明:(1)随着Pb2+浓度的增加,5种速生柳叶片保护酶SOD、POD和CAT活性均呈先升高后降低的趋势,其中竹柳的3种保护酶活性均为最高。(2)随着Pb2+浓度的增加,各无性系叶片中渗透性调节物质可溶性蛋白、脯氨酸和可溶性糖含量均呈先上升后下降的趋势,竹柳和苏柳172在高Pb2+浓度(1500mg·kg-1)胁迫下表现出对Pb2+的强耐受性。(3)随着Pb2+浓度的增加,各速生柳无性系叶片丙二醛含量均呈逐渐增高的趋势,但增幅有所不同,竹柳增幅最小,旱柳增幅最大。(4)随着Pb2+浓度的增加,5种速生柳叶片中叶绿素含量均呈先上升后下降的趋势,但各无性系的下降幅度存在差异,其中竹柳的下降幅度最小,旱柳下降幅度最大。(5)随着Pb2+浓度的增加,5种速生柳根系活力都呈先上升后下降的趋势,其中竹柳的根系活力最强,苏柳795的最弱。(6)各速生柳根系对铅均有一定的吸附能力,竹柳对铅积累量最大。(7)对各生理指标的Fuzzy数学隶属函数综合评价结果表明,5种速生柳对Pb2+耐受性强弱表现为:竹柳旱快柳旱柳苏柳795苏柳172。     

响应面法优化维生素K_2(MK-7)发酵条件

对实验室保藏的一株维生素K2(MK-7)高产菌的摇瓶发酵条件进行优化,结果表明菌体在静置培养状态下比在摇瓶培养状态下能够合成更多的维生素K2;同时发现玉米粉经过高温淀粉酶液化之后非常适合作为合成维生素K2的碳源。最后利用响应面法对发酵培养基中主要因素的最适宜水平及其交互作用进行了研究与探讨,优化后维生素K2产量由7.09 mg·L-1提高到了67.22mg·L-1,高于文献报道值。     

Cd~(2+)和Pb~(2+)对花翅摇蚊幼虫的毒性及对三种生物化学标志物的影响

【目的】为了探讨花翅摇蚊ChironomuskiiensisTokunaga对重金属Cd~(2+)和Pb~(2+)胁迫响应。【方法】测定Cd~(2+)和Pb~(2+)对花翅摇蚊4龄幼虫的急性毒性、联合毒性以及体内3种生物化学标志物(CAT、SOD活性和MT含量)的影响。【结果】花翅摇蚊幼虫暴露于重金属Cd~(2+)和Pb~(2+)及混合离子中表现出典型的中毒症状,且24 h和48 h重金属Cd~(2+)致死中浓度LC50显著低于Pb~(2+)的LC50。混合离子Cd~(2+)和Pb~(2+)的联合毒性随着不同配比和作用时间呈现差异性;24hCd~(2+)+Pb~(2+)1︰1配比表现为部分相加作用,Cd~(2+)+Pb~(2+)2︰1和1︰2配比表现为拮抗作用;而作用48 h不同配比联合毒性均为部分相加作用。2种单一和混合重金属Cd~(2+)+Pb~(2+)均不同程度对摇蚊体内SOD和CAT产生抑制作用,而暴露于Cd~(2+)和Pb~(2+)及其混合离子作用下MT含量显著高于对照,且随着时间表现为先增加后降低。【结论】重金属Cd~(2+)和Pb~(2+)对摇蚊幼虫具有急性和联合毒性,体内抗氧化酶系CAT、SOD及体内MT参与了重金属污染物的胁迫的应答响应,并表现出时间-剂量效应,可作为水体环境质量监测的生化标志物。     

响应面法优化卑霉素发酵培养基的研究

在对卑霉素发酵培养基进行全因子试验和最陡爬坡试验后,运用Box-Behken设计的响应面试验(Response-surface experiment)对绿色产色链霉菌TN-29进行卑霉素发酵培养基的优化。响应面法对40h分批发酵结果的优化分析表明:豆饼粉、甘露醇及葡萄糖三种因素对卑霉素无明显的交互作用,在豆饼粉、甘露醇和葡萄糖的浓度分别为3.61%,2.99%,0.58%时,发酵液中效价值达到77.9U/ml的最大值。     

基于Fe_3O_4过氧化物酶活性的Cd~(2+)和Pb~(2+)比色传感器

重金属残留超标是重大食品安全问题之一。为建立一种快速简单的Cd~(2+)和Pb~(2+)重金属离子检测法,以磁性Fe_3O_4纳米粒子(MNPs)的过氧化物酶活性作为传感信号输出工具,以核酸适配体的特异性识别功能作为靶标识别元件,建立了一个比色传感器。通过可行性分析和条件优化确定检测方法,再通过灵敏度和特异性实验对传感器性能进行评估。在最优条件下,Cd~(2+)和Pb~(2+)的最低检测线分别为0.108μmol/L和0.117μmol/L。该检测方法检测成本低、检测过程快速简单、检测结果肉眼可见,凭借手持式光度计即可实现定量分析。此外,该方法受其他离子干扰相对较小,特异性较强。该传感器的建立将使重金属的现场实时快速检测成为可能,为我国食品安全检测提供了有力保障。     

响应面法优化金针菇栽培工艺的研究

以提高金针菇单瓶产量为目的,以常规生产为对照,通过单因素试验、Plackett-Burman试验、响应面优化法、验证试验分析培养基装瓶量、灭菌前pH、接种量、搔菌深度、搔菌补水量对金针菇单瓶平均产量的影响。单因素试验结果表明,单瓶平均产量分别在装瓶量1 000 g、灭菌前pH值 6.80、接种量35 mL、搔菌深度10 mm、搔菌补水量10 mL时达到最大值;Plackett-Burman试验表明装瓶量、灭菌前pH和搔菌补水量是影响金针菇单瓶平均产量的关键因素;响应面优化法预测的最优化条件为培养基装瓶量1 004.05 g、灭菌前pH值6.83、搔菌补水量11.41 mL,金针菇单瓶平均产量为473.81 g;结合单因素试验及响应面预测,将验证试验设置为培养基装瓶量(1 000±5) g、灭菌前pH值(6.80±0.10)、搔菌补水量(11±1) mL、搔菌深度(10±2) mm、接种量(35±5) mL,金针菇单瓶平均产量为466.36 g,比对照组提高11.63 g,与预测值接近,相对误差为1.57%,试验设计符合生产需求。     

Pb~(2+)、Zn~(2+)胁迫对附生西南树平藓叶绿素含量和光合荧光特性的影响

以附生西南树平藓(Homaliodendron montagneanum(C.Muell.)Fleisch)为供试材料,采用浸没培养法,研究Pb~(2+)、Zn~(2+)以及二者复合胁迫对西南树平藓的生长状况、叶绿素含量和叶绿素荧光特性的影响。结果表明:在Pb~(2+)、Zn~(2+)以及二者复合胁迫下,西南树平藓的健康状况不良,叶绿素含量显著降低,其中以Pb~(2+)胁迫下降最为明显,其次是Pb~(2+)-Zn~(2+)的复合胁迫,而Zn~(2+)胁迫的影响较小;西南树平藓的最大光化学效率(Fv/Fm)、天线效率(Fv'/Fm')、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学淬灭系数(qP)、光合电子传递速率(ETR)的下降程度与重金属浓度和胁迫时间存在明显的效应关系,随着重金属胁迫浓度增加和胁迫时间延长,上述各项指标下降幅度越明显;而随着胁迫时间的延长,低浓度时非光化学淬灭系数(NPQ)呈现先上升后下降的趋势,但在高浓度下NPQ持续下降;西南树平藓的叶绿素含量和叶绿素荧光参数对于Pb~(2+)、Zn~(2+)以及二者复合胁迫的响应存在差异,单一的Pb~(2+)胁迫和Pb~(2+)-Zn~(2+)复合胁迫在低浓度时即对西南树平藓光合作用产生显著抑制作用,而Zn~(2+)胁迫在中浓度时才对西南树平藓光合作用产生显著抑制作用;叶绿素含量和叶绿素荧光参数的变化情况表明,Pb~(2+)、Zn~(2+)及其复合胁迫的毒性大小为Pb~(2+)Pb~(2+)-Zn~(2+)复合Zn~(2+)。     

高岭土对Fe~(2+)的吸附及其对高岭土中Fe~(3+)生物还原的影响研究

利用异化铁还原微生物可将高岭土中不溶性的Fe3+还原成可溶性的Fe2+,但是此过程中产生的Fe2+能够被高岭土以及异化铁还原微生物吸附,从而影响高岭土中铁的异化还原。本文研究了pH、高岭土量、Fe2+浓度、温度4个因素对高岭土吸附Fe2+的影响;并采用Logistic方程拟合,研究Fe2+及温度对高岭土中Fe3+的生物还原特征。结果表明:pH、高岭土量、浓度、温度4个因素均会影响高岭土吸附Fe2+,当Fe2+吸附在高岭土和微生物菌体表面时,微生物的活性下降,同时高岭土表面Fe3+的生物可利用性也降低,Fe3+生物还原的最大速率减小。