“微生物-金屬氧化物”間界面相互作用機制及其應用研究.pdf

1、微生物在環(huán)境治理中發(fā)揮著重要的作用，在環(huán)境微生物技術中存在各種形式的界面反應，影響微生物在介質表面的貼附。研究微生物與金屬氧化物的界面反應，有助于解決膜污染、生物腐蝕等一系列的環(huán)境問題，也可指導開發(fā)新型微生物選擇性富集分離技術，因而在微生物檢測以及環(huán)境風險預警方面都具有重要的意義。本研究基于DLVO理論指導，開發(fā)納米磁珠分離技術，實現對玻璃纖維濾膜上微生物的分離；結合經典過濾理論與鐵載體在金屬氧化物表面形成化學鍵的新型作用形式，表征鐵載

2、體介導下，微生物吸附行為特征；開發(fā)鐵載體修飾的磁性材料，探究修飾后材料選擇性富集特定微生物的可行性，取得如下研究成果：
　　納米磁珠分離技術在酸性條件下，吸附玻璃纖維濾膜上的微生物，具有最大的收率；經16sRNA基因高通量測序及群落分析，酸性條件下磁珠法富集微生物的群落結構與原有微生物組成高度近似。共線性分析顯示酸性條件下吸附微生物樣品與對照樣品間的夾角（16.2°）與同一微生物群落DNA兩次PCR擴增的結果近似（14.2°），顯

3、示該方法能夠實現對濾膜上微生物無差別的吸附。
　　構建了基于濾柱實驗的微生物吸附表征體系。胞外聚合物（Extracellular Polymeric Substances,EPS）缺失型菌株EPS－與野生型具有EPS菌株EPS+在玻璃珠濾料中，表現出不同的過濾形式。EPS-符合經典過濾理論的log-linear模型。而EPS+由于EPS影響，表現出與經典過濾模型相偏差的形式，即在濾層15cm位置出現最大截留濃度的顯著拐點。在甲磺酸

4、去鐵胺（Deferoxamine B,DFOB）修飾濾料實驗中，BW25113表現為與經典過濾理論相偏差。濾料中截留細菌濃度先增后減，在濾層15cm處能截留最大的細菌濃度。作為對照，在未用DFOB浸泡過的濾料中，由于EPS的存在截留細菌也表現為先增后減，在濾層下10cm具有最大的截留細菌量。相比較對照組，實驗組截留BW25113的細菌量顯著增高了50％。
　　制備的鐵載體修飾的磁性納米材料，在編碼去鐵胺受體蛋白過表達菌fhuE++