雌二醇降解菌固定化菌剂的制备及降解特性研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

环境雌激素(ees)是指一类进入机体后，具有干扰体内正常内分泌物质的合成、释放、运输、结合、代谢等过程，激活或抑制内分泌系统的功能，从而破坏维持机体稳定性和调控作用的化合物，包括人工合成化合物及植物天然雌激素，雌二醇属于环境雌激素中的一类。本实验采用的雌二醇降解菌能高效降解雌二醇但由于投加菌的流失，被原生动物捕食，菌种间的竞争等环境因素作用使其难以保持较高的降解能力，而固定化微生物技术因具有保持生物高浓度，反应启动快、处理效率高操作稳定、耐毒物冲击、污泥排放量少、固液分离简单等一系列优点，已成为研究开发的热点。固定化包埋微生物技术是目前国内外使用最普遍的方法，该技术能将高效率的菌体细胞包埋在半透性的高分子聚合物或膜内,或是微生物细胞扩散进入多孔性的载体内部,产物与反应物可以出入这些多孔或凝胶膜,而微生物细胞却不易逸出。因此能提高微生物的浓度,减少微生物流失,使微生物具备抵抗环境改变以及承受有毒物质冲击的能力。该方法操作简单,能保持多酶系统,对细胞活性影响较小,制得的固定化细胞成球强度较高。在包埋法固定化微生物技术中,首要的是选择合适的包埋剂及包埋条件:(1)固定化过程中,微生物活性丧失少,能固持较高的生物量,且操作简单,价格低廉;(2)固定成球后,小球机械强度高,传质性能好,性质稳定等。海藻酸钠是目前研究应用最广的包埋剂之一,采用海藻酸钠制备的小球具有较高的传质性能与生物活性。

主要参考文献：

[l]金相灿，杨苏文，姜霞非稳态条件卜藻类种问非生物资源竞争理论及研究进展[j]生态环境，2007，16(2):632-668.

2. 研究的基本内容和问题

本实验以海藻酸钠为包埋载体,固定化包埋雌二醇降解菌。通过分别测定不同浓度包埋剂(海藻酸钠)、交联剂（CaCl₂）、包菌量(每升海藻酸钠溶液中所含的菌的质量)、包埋时间制得的固定化小球对雌二醇的去除能力,间接比较这些因素对细胞活性的影响,最终确定雌二醇降解菌的最佳包埋条件。同时，对降解时间，苯酚初始浓度、pH 值、温度、抗外界因素干扰能力及可重复利用性等方面比较研究了固定化细胞和游离细胞对雌二醇降解的效果，讨论了海藻酸钠作为雌二醇降解菌包埋载体的可行性,为后续固定化菌剂的应用提供条件。

3. 研究的方法与方案

1.固定化细胞的制备

将试管斜面菌种接种到液体培养基中，于30℃、150r/min条件下培养10h，离心，生理盐水洗涤并重悬得到10ml浓缩菌液，取一定量的浓缩菌液与一定浓度的海藻酸钠溶液于常温下混合，充分搅拌成均匀菌悬液后，用注射器滴入一定浓度的cacl₂水溶液中，于4℃钙化交联，得到直径3-4mm的海藻酸钠凝胶小球，生理盐水充分洗涤后，于4℃冰箱保存备用。

2. 雌二醇降解率测定

4. 研究创新点

本实验采用高效液相色谱法测量雌二醇浓度，结果基本保证准确。

5. 研究计划与进展

1.正交试验

以海藻酸钠浓度、海藻酸钠与菌液比例、cacl2浓度、包埋时间四个变量做正交试验，产生九组不同的条件，另设一组空白对照（不加固定化菌剂），同时每组设三个平行试验，每组实验结果取平均值。各组试剂混合完毕后在相同条件下摇床培养5天，5天后取出通过高效液相色谱测定各组溶液中雌二醇浓度，与空白对照组比较以确定固定化的最佳条件。

2.降解应用