地衣芽孢杆菌对HgCl2及河豚毒素的毒性响应试验研究

为了研究地衣芽孢杆菌对HgCl2及河豚毒素(TTX)毒性的响应,本文以地衣芽孢杆菌作为响应菌株,采用夹层膜法制作固定化微生物膜,以氧电极为换能器制成微生物传感器,通过试验研究了地衣芽孢杆菌微生物传感器对HgCl2及河豚毒素毒性的响应情况,并研究了其毒性响应的最佳试验条件.结果表明:地衣芽孢杆菌微生物传感器对HgCl2及TTX的毒性均有响应,对HgCl2毒性的线性响应范围为0.2～1.6 mg/L,线性回归方程为y=0.233 7x+0.013 1,线性相关系数为0.972 1,对TTX毒性的线性响应范围为1.8～140 μg/L,线性回归方程为y=0.002 2x+0.034,线性相关系数为0.955 0;地衣芽孢杆菌可以作为HgCl2及TTX毒性传感器的敏感菌株.     

芽孢杆菌与硝化细菌净化水产养殖废水的试验研究

以枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和硝化细菌为实验菌种,对水产养殖废水中的各项水质因子(pH、DO、NH4+-N、NO2--N、COD)进行控制或处理。结果表明,经投加微生物菌液处理的养殖废水水质均优于对照组:枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌可以降低废水的COD和NO2--N浓度,出水COD浓度小于100mg/L,NO2--N浓度小于0.6mg/L,COD去除率分别为67.97%、70.16%,NO2--N去除率分别为99.28%、99.51%;硝化细菌可以将废水NH4+-N和NO2--N的浓度降低到0.6mg/L以下,去除率分别为99.38%、81.44%;而菌液的投加对养殖水体的pH值影响不明显。三种微生物在净化水产养殖废水的作用上各有特点,可为形成共生长效的养殖水产环境修复微生物种群提供基础。     

复合菌剂对渔业养殖水体中亚硝酸氮的降解研究

针对当前养殖水体中亚硝酸氮严重污染水质的现象,通过人工模拟的养殖水体,采用单纯形重心设计实验方法,研究了沼泽红假单胞菌、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌3种菌剂的单一投放和复合菌剂投放模式下对水体亚硝酸氮的降解效率。结果表明,单一投放模式下,三种菌株的最佳投菌密度均为1×10~5~1×10~7cfu/m L;复合菌剂投放模式下,采用沼泽红假单胞菌、枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌(体积分数分别为66.60%,16.70%,16.70%)的复合配方,降解能力最强,仅72 h降解率就已经达到了99.74%。实验表明复合菌剂比单一菌剂更能高效地对亚硝酸氮进行降解,对水质起到净化作用。     

一株抗高温耐盐噬油菌处理含油废水的性能研究

从华北油田马二站采油现场底泥中分离筛选出一株耐高温高盐的噬油菌,经16S rRNA分子生物学鉴定为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)。针对50℃高温、10 000 mg/L盐浓度的实际含油废水,该菌株生物处理优化运行条件为中性pH,曝气量40 m L/min,菌液投加率5%(OD600=0.9),2 h后降油率达到84.46%,符合二级反应。通过气相色谱-质谱(GC-MS)联用分析,表明地衣芽孢杆菌对直链烷烃具有良好的降解效果。     

一株地衣芽孢杆菌异氧硝化-好氧反硝化特性研究

选用4因素3水平正交试验表设计实验,对一株地衣芽孢杆菌进行好氧反硝化-异养硝化性能测定实验,通过测定对硝酸盐氮和总无机氮的去除能力,研究了COD/N、温度、DO(以转速来表征)以及p H 4种不同因素的影响。结果表明,该菌株对NO3--N的最大还原率可达100%,对硝酸盐氮还原率影响因素的主次顺序为COD/NDO温度p H,对应的最优条件为COD/N=14,转速70 r/min,温为30℃,p H为7.0;对总无机氮的最大去除率可达99%以上,影响因素的主次顺序为COD/N温度DOp H,对应最优条件是COD/N=14,转速为70 r/min,温度为30℃,p H为7.5。同时在优化条件下对菌株的异养硝化性能测定,其对氨氮的去除率可达64%,表明该菌株自身可实现同步硝化反硝化。     

利用菌-藻体系净化水产养殖废水

采用正交法确定由地衣芽孢杆菌、硝化细菌、月芽藻、四尾栅藻组成的菌-藻体系去除水产养殖废水中的COD_Cr,NH₄+-N,NO₂－-N,NO₃－-N以及溶解态磷(DP)的最优化体积比.结果表明,地衣芽孢杆菌、硝化细菌、月芽藻、四尾栅藻接种量分别为2.01×106, 2.18×106, 1.95×106和1.89×106 cfu/mL,V(地衣芽孢杆菌)∶V(硝化细菌)∶V(月芽藻)∶V(四尾栅藻)为1∶2∶2∶2时,污染物的去除效果最佳,其中,COD_Cr,NH₄+-N,NO₂－-N,NO₃－-N和DP的去除率分别为44.05%,89.16%,100%,98.62%和100%,投加菌-藻溶液的养殖废水污染物去除率优于其自身的净化效果.通过对体系中各因素极差分析得出,地衣芽孢杆菌是体系中去除COD_Cr和NO₃－-N的主要因素,月芽藻是去除NH₄+-N的主要因素,四尾栅藻是去除NO₂－-N的主要因素,硝化细菌是去除DP的主要因素.      

畜禽粪便源芽孢杆菌多样性及对铜耐受性研究

芽孢杆菌制剂广泛应用于畜禽养殖和粪污处理等领域,铜作为饲料添加剂用于畜禽养殖,导致畜禽粪便中大量残留,在此压力下芽孢杆菌等会产生铜耐受性,由于芽孢杆菌的抗逆性,这种耐受性可由可移动遗传元件介导在环境中传播.本研究采集了多个规模化养殖场的牛粪、鸡粪和猪粪,从粪便中分离芽孢杆菌,通过PCR技术、最小抑菌浓度测定和全基因组测序方法,了解畜禽粪便中芽孢杆菌对铜耐受性.研究发现：(1)分离出芽孢杆菌属23种芽孢杆菌共235株.分离数量前三分别是枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)77株,占总数的32.77%;蜡样芽孢杆菌(B.cereus)31株,占比13.19%;贝莱斯芽孢杆菌(B.velezensis)28株,占比11.91%.(2)芽孢杆菌对铜耐受表型和基因型研究发现,铜对芽孢杆菌的MIC集中在200～400 mg·L^-1,占总数235株的77.87%(n=183),铜耐受能力较高的菌株能够达到500～600 mg·L^-1,占总数的16.17%(n=38),5株MIC达到600 mg·L^-1的菌株全部来自于猪粪...     

餐厨垃圾废水制备液态解磷菌剂研究

本研究探讨了餐厨垃圾废水用作发酵基质生产液态解磷巨大芽孢杆菌菌肥的可行性.结果表明,餐厨垃圾废水培养的巨大芽孢杆菌经过3~4d的调整期即进入对数生长期,第6~7d活菌数达到最大,而经过湿热预处理得到的II类废水较I类废水更适宜用作巨大芽孢杆菌的培养基质,其菌液活菌数是I类废水培养的活菌数的5倍（4.8×10¹⁵CFU/mL）.废水中的盐分对巨大芽孢杆菌的生长代谢影响显著：活菌数随着NaCl含量的增加先升高后快速降低,最利于菌种培养的NaCl浓度为10g/L.pH值和温度极显著影响巨大芽孢杆菌的生长,而摇床转速和接种量对菌株培养影响不显著,正交试验确定的较优培养条件为pH=8、T=35℃、转速80r/min、接种量2%（V/V）.餐厨垃圾废水制备的解磷菌肥可实现土壤中固化磷的有效磷化：施用0.025‰~2.5‰质量比例解磷菌剂的土壤生长的黄豆苗干重可达到按照5‰质量比例施加无机复合肥生长的黄豆苗的70.7%~84.5%,其中微生物菌肥的最佳施用量为0.25‰.     

餐饮废水发酵生产微生物菌肥及其应用的研究

以学校食堂餐饮废水为原料,通过发酵培养获得粘红酵母和地衣芽孢杆菌菌液,按照不同比例混合菌液制备微生物液体菌肥,在盆栽小油菜种植中检测其应用效果。利用餐饮废水发酵所得粘红酵母和地衣芽孢杆菌菌液pH为5.5~7.5,未检出杂菌且有效活菌数高于80亿/m L,N、P、K总养分大于4.6%,以体积比为4∶1混合施用于盆栽小油菜,其鲜重、叶绿素含量和过氧化氢酶活性与对照组相比分别提高了33.4%、34.1%和8.2%。     

精喹禾灵降解菌株Bacillus subtilis H的分离鉴定及降解特性

以精喹禾灵为唯一碳源,从长期受精喹禾灵污染土壤中分离筛选出一株精喹禾灵降解菌株H.通过形态观察、生理生化试验和16S rRNA基因序列分析,将菌株H鉴定为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis ）.菌株H在温度为30~42℃和pH值7~9范围内,72h内对100mg/L精喹禾灵的降解率均可达95%以上.利用超高效液相色谱-质谱联用（UPLC-MS）鉴定菌株H降解精喹禾灵的产物为精喹禾灵酸.这是首次报道枯草芽孢杆菌对精喹禾灵的降解.     

长寿命BOD微生物传感器的研究

本研究将从淀粉厂活性污泥中分离筛选出的一种性能优良的腊状芽孢杆菌(Bacillus Cereus)用高分子等材料包埋制成薄膜,与氧电极组合成BOD传感器。经对其技术性能进行测试表明,间断使用寿命已达16个月以上;对BOD标准物质线性响应范围5—60mg/L;响应时间不大于8min;测定环境标样平均误差1％,变异系数5.1;与BOD_5经典法同步测定废水样品结果相关性良好。     

Validation of a conductometric bienzyme biosensor for the detection of proteins as marker of organic matter in river samples

This article describes a conductometric bi-layer based bienzyme biosensor for the detection of proteins as a marker of organic matter in rivers. Proteins were chosen to be used as indicators of urban pollution. The working mechanism of the bienzyme biosensor is based on the enzymatic hydrolysis of proteins into several fractions (peptides and amino acids), which results in a local conductivity change depending of the concentration of proteins. In this work, we began with the optimization of biosensor response using bovine serum albumin (BSA) as standard protein. For this objective seven enzymatic biosensors were prepared: four enzymatic sensors with only one layer of enzyme (proteinase K, trypsin, pronase or protease X) and three other enzymatic sensors with two layers (first layer: membrane containing proteinase K; second layer: one of the three other enzymes: trypsin, pronase or protease X). The biosensors were obtained through the deposition of enzymatic layers and the cross-linking process between enzymes and BSA in saturated glutaraldehyde vapour. The response of the various biosensors, described previously, were compared with the values of total organic carbon (TOC), and those of organic nitrogen (Norg), as determined by the laboratory accredits (CEMAGREF of Lyon) using the traditional method of analysis (NF EN 1484, infrared spectroscopy) and (NF EN 25663, mineralization/colorimetry assay) respectively for each water sample obtained from di erent sites in Lyon (France). The linear correlations obtained with the response of the seven biosensors showed the most important indices of correlations for the biosensor with two enzymatic layers: proteinase K + pronase (pkp). The optimum conditions for the preparation of the pkp biosensor increased the sensitivity and gave a limit of quantification of 0.583 g/L for TOC and 0.218 g/L for Norg in water samples. This sensor shows good reproducibility (2.28%), a capacity to be used at temperatures range 10– 30°C (depending on the season) and moreover a long lifetime (5 weeks).     

BOD微生物传感器检测方法的研究

采用固定化微生物分散悬浮的方法，进行了BOD微生物传感器及其检测方法的研究。该传感器响应大、测量范围广、稳定性好，测定BOD时，线性响应范围为0-500mg/L，线性相关系统数达到0.99以上，且存在很好的重现性，响应时间在12min内。测定结果与BOD5标准方法具有良好的相关性，连续稳定地工作寿命在4个月以上。     

对硫磷分子印迹膜传感器的制备及识别特性

用电聚合的方法在金电极上制备了以对硫磷为模板分子的自组装邻氨基硫酚分子印迹膜传感器.在含有5 mmol/L对硫磷模板分子、5mmol/L四丁基高氯酸铵支持电解质和30 mmol/L邻氨基硫酚的二氯甲烷的聚合液中于-0.3～1.4 V范围内循环伏安扫描30圈即得到邻氨基硫酚印迹聚合膜.结合在印迹膜上的对硫磷模板分子用0.5 mol/L HCl溶液超声20 min洗脱.循环伏安法用于电化学检测.当富集时间为10 min,磷酸盐缓冲溶液的pH=6.8时,在1.0×10-4～5.0×10-7mol/L浓度范围内与对硫磷还原峰电流成良好的线性关系,检测下限为2.0×10～mol/L.用分子印迹膜传感器对实际样品进行分析,回收率为98.0%～104%.印迹膜传感器和非印迹膜传感器对一系列与对硫磷相近似的化合物如甲基对硫磷、对氧磷、辛硫磷、氧乐果、硝基苯及邻、间、对硝基苯酚进行检测,该传感器对对硫磷具有良好的选择性和灵敏度.     

芽孢杆菌生物吸附处理含铜废水研究

用芽孢杆菌干菌体生物吸附去除废水中的铜离子,试验了pH、接触时间、初始铜离子浓度对该芽孢杆菌生物吸附铜的影响,结果表明:在温度为25℃、pH值5.0、初始铜离子浓度200mg/L、吸附时间不超过30min有最大吸附量16.27mg/g;此时去除率为16.27%,且25℃吸附平衡符合Langmuir等温模型与Freundlich等温模型;因此用芽孢杆菌生物吸附处理低浓度含铜废水可行、经济。     

Direct electrochemistry of glucose oxidase and biosensing for glucose based on DNA/chitosan film

Glucose oxidase (GOD) is widely used in the glucose biosensor industry. The amperometric biosensors based on directly electron transfer (DET) between an electrode and immobilized GOD are especially promising. In this article, GOD was immobilized with a DNA/chitosan bio-material film on GC electrode, and the DET of GOD on DNA/chitosan was studied. The cyclic voltammetric results indicated that the GOD immobilized in the DNA/chitosan film underwent DET reaction, and the cyclic voltammogram displayed a pair of well-defined redox peaks with a formal potential of ?0.45 V (vs. Ag/AgCl) at pH 5.5. The response showed a surface-controlled electrode process with an electron transfer rate constant of 0.91 sec^?1 determined in the scan rate range from 10 to 100 mV/sec. The GOD immobilized in DNA/chitosan membrane retained its biocatalytic activity and stability. The immobilized GOD could electrocatalyze the reduction of dissolved oxygen and resulted in a great increase of the reduction peak current. Upon the addition of glucose, the reduction peak current decreased, which could be used for glucose detection with a sensitivity of 0.48 μA/(mmol/L), a linear range from 0.04 to 2.28 mmol/L and a detection limit of 0.04 mmol/L at a signal-to-noise ratio of 3. The sensor could exclude the interference of commonly coexisted uricacid and ascorbic acid.     

基于固定化AChE的流动注射型酶传感器研究

以固定化鲅鱼脑组织乙酰胆碱酯酶[acetylcholinesterase,AChE(EC 3.1.1.7)]为识别元件,以pH电极为换能器,构建流动注射型AChE酶传感器.该传感器在以磷酸盐缓冲液为载液的条件下具有良好的重现性(RSD=1.427%,n=10)和敏感性,可实现对有机磷化合物的在线监测;对甲基对硫磷具有线性响应的浓度范围为4.29×10-10^-4.29×10^-8mol·L^-1,最低检测限为1.3×10^-     

纳米金增强SPR铅离子检测器构建

为满足采用简便方法检测痕量铅离子（Pb²⁺）的需求,构建了新型的超灵敏、高特异性表面等离子体共振（SPR）生物传感器,用于水中Pb²⁺检测.以硫醇化GR-5脱氧核酶（DNAzyme）为Pb²⁺特异性识别探针,并自组装到芯片金膜表面,底物官能化的纳米金（S-AuNPs）用于信号增强,并与DNAzyme杂交形成传感薄膜.AuNPs不仅增加了质量变化,其局部表面等离子体共振（LSPR）与芯片表面传播SPR的耦合作用也可产生信号放大的效果.在Pb²⁺离子存在下,DNAzyme催化底物裂解,导致AuNPs的去除并引起SPR信号显著变化.通过X射线光电子能谱和扫描电镜对芯片表面的表征分析验证了传感薄膜构建过程和检测原理.Pb²⁺检测实验结果表明,1 μmol/L DNAzyme修饰的传感器检测效果最好,检测限为80pmol/L,并在100nmol/L范围内与Pb²⁺浓度的对数呈线性关系（R²=0.992）.该传感器对10倍浓度的其他金属离子无明显响应,说明其具有良好的Pb²⁺特异性;检测自来水和地下水中Pb²⁺的结果与ICP-MS方法有良好的一致性.研究建立的Pb²⁺检测方法具有高灵敏度和特异性,且操作简便,具有现场检测的应用前景.     

应用胆碱酯酶生物传感器分析测定有机磷及重金属等潜在环境污染物

采用硝化纤维素为载体的固定化丁酰胆碱酯酶膜与银基汞膜电极耦合制得安培胆碱酯酶生物传感器。以该传感器为工作电极,饱和甘汞电极为参比电极组成双电极系统,用示波极谱仪接收电流信号,分析测定了有机磷(包括农用杀虫剂)和重金属等两类酶抑制剂,在较宽的浓度范围内示波峰电流值与抑制剂浓度的对数值之间具有良好的线性关系,最低检出下限可达到2．0×10－6mg／L．上述酶传感系统可用于毒性评价和环境监测等领域。      

好氧反硝化芽孢杆菌筛选及其反硝化特性

从对虾养殖池塘中筛选出多株具有好氧反硝化性能的芽孢杆菌,其中芽孢杆菌YX-6能够在14 h内将ρ(亚硝酸盐氮)由10 mg/L降至0;ρ(DO)为5.2～5.8 mg/L时,该菌对亚硝酸盐氮的去除率接近100%.试验选取具有降氮功能的芽孢杆菌作为阳性对照菌,比较研究了芽孢杆菌YX-6在不同pH,温度,ρ(亚硝酸盐氮)和盐度时的好氧反硝化性能.结果表明,芽孢杆菌YX-6的好氧反硝化性能显著高于阳性对照菌(P<0.05).通过对芽孢杆菌YX-6的形态学观察、生理生化及16S rDNA分子鉴定,初步鉴定其为凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)