电化学产电菌的分离及性能评价

利用兼性滚管法分离了折流板空气阴极微生物燃料电池(BAFMFC)A、B两格室的阳极生物膜,共获得19株纯菌.将菌株投加至无菌立方型反应器中,检验其产电特性.利用交流阻抗法测量各纯菌电池的内阻,结果显示38个电池的欧姆内阻为25Ω±5Ω,说明了各电池的产电差异来源于菌株本身的活性.其他运行条件均保持不变,在1000Ω外阻下,7株纯菌电池的输出电压在200mV以上.其中,A格室产电活性最高的菌株(A2)产生的最大电压为328mV,输出的最大功率密度为165.1mW/m2,B格室产电活性最高的菌株(B1)最大电压为241mV,最大功率密度为214.4mW/m2.原子力显微镜和脂肪酸快速鉴定表明,A2为肠杆菌科的杆菌,B1为厚壁菌门的芽孢杆菌.     

松胞素B对人血淋巴细胞和CHL细胞微核率的影响

研究了不同浓度的松胞素Ｂ对人血淋巴细胞和中国仓鼠肺成纤维细胞（ＣＨＬ）分裂吉周期和微核率的影响。结果表明,松胞素Ｂ浓度增高过高能引起细胞微核率增高。在本研究中,对ＣＨＬ细胞微核率试验以３μｇ／ｍＬ松胞素Ｂ较适合;而对人血淋巴细胞微核试验,松胞素Ｂ浓度以２－４μｇ／ｍＬ为宜,松胞表Ｂ浓度过高会提高微核背景值,降低试验的灵敏度和精确性。     

利用百合(Lilium davidii)根尖细胞的微核细胞率作为环境监测指标的探讨

首次报道了利用百合根尖细胞微核细胞率作为环境监测指标的可行性和优越性。实验证明,百合根尖比蚕豆根尖细胞的微核细胞率更敏感。     

邻苯二甲酸酯类雌激素活性联合作用模型分析

环境雌激素对生命健康影响受到广泛关注,现行污染物环境标准制订和风险评价只针对单一化合物而非混合物效应,不足以保护生命安全与人类健康。为探讨环境雌激素的混合物效应,选择对雌激素敏感的人乳腺癌MCF-7细胞增殖实验,检测雌二醇(E2)、邻苯二甲酸酯类化合物(DBP和DEHP)的单一及其联合雌激素活性;基于单一化合物的浓度-反应曲线,运用浓度相加(CA)和独立作用(IA)模型对混合物的毒性进行预测,并将模型预测结果与混合物实验数据进行比较分析。结果表明,E2、DBP、DEHP对MCF-7细胞的单一作用数据可通过Weibull方程拟合,由拟合方程得到的半数效应浓度(EC₅₀)及95%置信区间分别为3.450×10^-6(2.373×10^-6~1.675×10^-5)、5.138(1.489~1.082×10)、1.186(4.478×10^-1~2.24) μmol·L^-1;3种化合物的混合物数据亦可通过Weibull、Logistic和ExpGro1方程进行有效拟合,混合物效应与化合物单独作用产生的效应具有显著性差异;3种化合物表现非相似联合作用,利用独立作用(IA)模型预测混合物效应较为可靠,外源性环境雌激素与内源性雌激素联合作用产生的混合效应显著。环境雌激素混合物毒性可以通过相加作用模型预测,为环境复合污染的风险评价和管理提供基础数据。     

An investigation of methods for enriching trophoblast from maternal blood

Trophoblast deportation is known to occur in normal human pregnancy, but it is not yet clear whether these cells routinely enter the maternal peripheral circulation and are available as a source of fetal DNA for non-invasive prenatal diagnosis of genetic disorders. To resolve this issue requires an efficient method of enriching trophoblast from maternal blood combined with a means to confirm its identity. Five different techniques were tested on ten retroplacental blood samples to determine the most sensitive and operator-efficient method. Lysis of red cells alone gave the best recovery of trophoblast but had to be discounted, together with Ficoll density gradient centrifugation, due to the very low purity and the excessive time required. Fluorescence-activated cell sorting (FACS) of pre-enriched trophoblast resulted in the lowest recovery rate (8 per cent) despite a 3250-fold enrichment and a very high purity. Immunomagnetic beads (Dynabeads) coated with anti-CD 16 antibody proved to be the best method for the subsequent immunocytochemical characterization of deported trophoblast. However, IO beads coated with anti-CD45 antibody may be more useful for isolating trophoblast for prenatal diagnosis due to the high purity, enrichment (32-fold), and recovery rate (78 per cent) obtained with this method.     

微生物燃料电池恒电流预培养阳极生物膜分析表征

阳极性能是影响微生物燃料电池(Microbial Fuel Cells,MFCs)性能的关键因素之一,同时阳极的接种挂膜过程是影响微生物燃料电池启动效率的关键因素.因此,本课题组提出了预培养阳极作为微生物燃料电池的一种新型阳极的概念,在三电极体系下,通过外加恒定电流预培养阳极,在不同条件下对阳极表面进行电化学选择和生物膜驯化以丰富生物膜结构和厚度.结果表明,阳极的性能与预培养电流大小密切相关,预培养阳极CF-4i(外加4 A·m-2电流密度)通过循环伏安法、塔菲尔曲线、电化学阻抗谱测试,性能好于其他测试组及对照组,装配阳极CF-4i的微生物燃料电池能实现最大功率密度968.20 m W·m-2,是对照组的2.53倍.同时,通过共聚焦显微镜观察发现,生物膜大体分两层,外层的活细胞及内层的死细胞,外层活细胞长在内层死细胞之上.这种结构分布表明,阳极生物膜中的活细胞部分绝大多数都分布于生物膜的外侧,而不是均布于整个阳极生物膜中;同时这也表明不是整个阳极生物膜都具有新陈代谢活性,但死亡的细胞可以继续积累在电极表面附近,活的外层膜负责电流的产生,而内层的死细胞作为一种导电基质.     

超声预处理对剩余污泥微生物燃料电池性能的影响

为了实现剩余污泥资源化,本实验采用了超声波破壁的预处理方式,构建了以剩余污泥破壁处理混合液为阳极液和以KMnO4溶液为阴极液的序批式双室微生物燃料电池(Microbial Fuel Cells,MFC).将MFC的输出功率密度和COD去除速率作为电池性能的考察指标,研究了超声预处理和投加污泥量对MFC性能的影响.结果表明,随着对投加污泥预处理比(超声预处理污泥量占投加污泥量的比例)和投加污泥浓度的上升,MFC的输出功率密度和COD去除速率也随之上升,在100%污泥预处理比下输出功率密度峰值为296 mW·m-2(Rext=1000 Ω);平均COD去除速率为90 mg·L-1·d-1.在投加污泥浓度为8000 mg·L-1时,输出功率密度峰值为476 mW·m-2(Rext=1000 Ω);平均COD去除速率为100 mg·L-1·d-1.由实验结果分析,采用超声波破壁预处理高浓度的剩余污泥作为燃料搭建MFC,可提高微生物燃料电池的产电性能和COD去除速率.     

彗星电泳法测定双酚A对雄性幼龄小鼠脑细胞的DNA损伤

双酚A是一种日常生活中无处不在的环境雌激素,具有生殖和神经毒性,但低剂量长期暴露对发育期青少年的危害性常常被低估或忽视。本研究以4周龄雄性清洁级小鼠为实验对象,以茶油作为溶媒对照,分别以双酚A浓度为0 μg·mL^-1、0.1 μg·mL^-1、10 μg·mL^-1和1 000 μg·mL^-1的茶油灌胃小鼠8周,然后利用彗星电泳法检测各组小鼠脑细胞的DNA损伤。结果显示,不同浓度双酚A暴露8周后,彗星电泳图像显示小鼠脑细胞DNA出现不同程度的损伤,随着暴露剂量的增加,带有彗尾的脑细胞比率从对照组小鼠的9.5%分别升高到暴露组小鼠的34.5%、36.0%和50.5%,细胞总体的尾部DNA含量、尾长和尾矩也都逐渐增加,而且各双酚A暴露组小鼠与溶媒对照组小鼠脑细胞都具有显著性差异(P<0.01),这说明中长期双酚A暴露(包括低浓度环境暴露)会导致雄性幼龄小鼠脑细胞的DNA损伤。     

基于高内涵分析技术表征磷酸三苯酯的肺细胞毒性

磷酸三苯酯(triphenyl phosphate, TPhP)是环境中最常见的有机磷酸酯阻燃剂之一,具有较强的挥发性,每天持续摄入TPhP,可能对人体肺部组织产生不利影响。本研究以人源的非小细胞肺癌细胞系(A549)为研究对象,采用高内涵分析系统检测50、100和200 μmol·L^-1 TPhP对细胞核形态、核膜通透性、线粒体纹理结构、线粒体膜电位、细胞内氧自由基水平、磷酸化组蛋白H2AX(phosphorylated histones H2AX, pH2AX)、细胞色素C和细胞凋亡等参数的影响。结果显示,与对照组相比,随着TPhP暴露浓度的增加,A549细胞活性显著下降,细胞核面积增加、核亮度降低和核碎片化程度加剧,核膜通透性增高,细胞核的各参数在200 μmol·L^-1 TPhP组变化最显著;细胞内氧自由基水平的显著升高,进一步导致线粒体损伤和细胞色素C释放,当TPhP为100 μmol·L^-1时,线粒体损伤程度最严重;当TPhP为100 μmol·L^-1和200 μmol·L^-1时,pH2AX含量显著升高,表明DNA受到损伤;100 μmol·L^-1 TPhP主要诱导细胞发生早期凋亡,而200 μmol·L^-1 TPhP诱导细胞发生早期凋亡和晚期凋亡。TPhP对人肺细胞呈现明显的细胞毒性,可引起氧化应激介导的DNA损伤和线粒体损伤,并最终导致人肺细胞发生凋亡。本研究结果为科学评估TPhP对人体健康的危害提供了数据支持和理论依据。     

Recycling of high purity selenium from CIGS solar cell waste materials

Copper indium gallium diselenide (CIGS) is a promising material in thin film solar cell production. To make CIGS solar cells more competitive, both economically and environmentally, in comparison to other energy sources, methods for recycling are needed. In addition to the generally high price of the material, significant amounts of the metals are lost in the manufacturing process. The feasibility of recycling selenium from CIGS through oxidation at elevated temperatures was therefore examined. During oxidation gaseous selenium dioxide was formed and could be separated from the other elements, which remained in solid state. Upon cooling, the selenium dioxide sublimes and can be collected as crystals. After oxidation for 1 h at 800 °C all of the selenium was separated from the CIGS material. Two different reduction methods for reduction of the selenium dioxide to selenium were tested. In the first reduction method an organic molecule was used as the reducing agent in a Riley reaction. In the second reduction method sulphur dioxide gas was used. Both methods resulted in high purity selenium. This proves that the studied selenium separation method could be the first step in a recycling process aimed at the complete separation and recovery of high purity elements from CIGS.