固定化细胞技术在废水处理中的应用

固定化细胞处理废水是近年发展起来的废水处理新技术,其优点是:①能在生物处理装置内维持高浓度的生物量,提高处理负荷,减少处理装置容积;②污泥产量低,固定化活性污泥的剩余污泥产量仅为普通活性污泥法的1/4—1/5;③可选择性地固定优势菌种,提高难降解有机物的降解效率;④抗有毒物毒性能力强,在废水处理中显示出极大潜力。本文主要介绍国内外有关固定化细胞技术及其在废水处理中的应用研究和发展前景。     

石油烃对栉孔扇贝血淋巴细胞DNA损伤的初步研究

为研究石油烃对海洋生物的毒性效应,将栉孔扇贝(Chlamys farreri)暴露于0.08、0.21和0.88mg·L-1石油烃中,采用单细胞凝胶电泳实验(彗星实验)技术检测不同暴露时间扇贝血淋巴细胞的DNA损伤程度,对照组中石油烃背景浓度为0.04mg·L-1。结果显示,低浓度(0.08mg·L-1)的石油烃短期(<7d)内即可导致栉孔扇贝血淋巴细胞的DNA损伤,并且随石油烃浓度的增大和暴露时间的延长,DNA损伤程度增加,石油烃浓度达0.88mg·L-1时,DNA损伤程度已非常严重。3d恢复实验后,各浓度组DNA损伤又均有不同程度的恢复。研究表明,彗星实验是检测石油烃对海洋贝类DNA损伤的一种有效手段,贝类血淋巴细胞DNA损伤有望成为石油烃污染的一种生物标志物,用于海洋污染的早期预警监测。     

铝对豌豆根边缘细胞存活率和粘胶层厚度的影响

根边缘细胞（Root border cells）是从根冠游离并聚集在根尖周围的一群特殊细胞，铝毒的作用部位正是根尖，因此推测边缘细胞在铝毒反应中起着重要作用。作者研究了不同铝浓度（0、50、100、250、500μmol／L AlCl3（含0．1mmol／L CaCl2，pH4．5）与离体豌豆（Pisum Sativum）根边缘细胞共培养1h、2h、4h、6h、8h、24h后根边缘细胞存活率、粘胶层厚度及细胞数量的变化，以揭示铝毒胁迫边缘细胞的响应。结果为：随着处理时间的延长，边缘细胞的存活率明艰下降；在0～100μmol／L铝浓度范围，边缘细胞存活率有随铝浓度升高而降低的趋势；8h及24h边缘细胞存活率为铝浓度500μmol／L时显著高于0、50、100和250μmol／L时，6h边缘细胞存活率为250和500μmol／L铝浓度时显著高于0、50、100μmol／L AlCl3时。随处理时间延长，边缘细胞数量降低，铝浓度100，250和500μmol／L时边缘细胞数量低于0和50μmol／L时，且铝浓度越高，细胞数量越少；随处卵时间延长和铝浓度升高，粘胶层相对面积增加，铝浓度500和250μmol／L时粘胶层相对面积增加尤为明湿。通过与pH7．01水溶液及pH4．50水溶液中粘胶层变化的比较，发现粘胶层在铝处理8h后出现一个峰值，可能是粘胶物质的诱导合成和分泌。研究结果表明，铝毒对根边缘细胞具有致死效应，这种致死效应在一定浓度范围符合剂量依数性关系，高浓度时则边缘细胞存活率反而升高，这与根边缘细胞对铝毒作出的适应性响应——粘胶层的增厚和细胞降解增强有关。粘胶层起着保护和减轻边缘细胞铝毒的作用。     

量子点-Cu2+对L02细胞的联合毒性及NAC的防护作用

以人胚肝细胞(L02)为研究对象,通过研究量子点及Cu2+ (低毒浓度)联合对细胞存活率的影响以及细胞形态的变化确认细胞的毒性,结合抗氧化剂NAC的防护效果探讨复合毒性的氧化损伤机理.结果表明,无论单独Cu2+还是量子点-Cu2+处理组,L02细胞的增殖能力均受到抑制,量子点-Cu2+处理组表现出更加显著的抑制效果,相对与单独Cu2+处理组细胞存活率最大下降300%.经过NAC预处理的细胞在形态和存活率上都显著恢复.说明了安全浓度范围的量子点的与Cu2+共存提高了细胞毒性风险,NAC能够防护量子点与Cu2+单独或联合引起的氧化损伤.     

利用光微生物燃料电池实现养猪废水资源化利用研究

采用光合细菌和微藻分别作为阳极和阴极接种物构建了双室光微生物燃料电池,考察了氮、磷浓度及阳极处理后的养猪废水对阴极微藻生长的影响,探讨了构建的光微生物燃料电池产电性能及去除养猪废水中COD、氨氮和总磷的效果.结果表明,阴极微藻不仅能利用无机硝态氮和氨氮,而且更喜好有机氮尿素;此外,阴极微藻可适应较高浓度的氮(250 mg·L-1)和磷(64.8 mg·L-1).构建的光微生物燃料电池以养猪废水为基质,外载为1000Ω时,稳定输出电压为161 m V;养猪废水的COD、氨氮及总磷去除率分别为91.8%、90.2%和81.7%.养猪废水经阳极光合细菌处理后培养微藻16 d,藻细胞光密度(OD680)可达3.40,略低于对照BG11培养基.因此,构建的光微生物燃料电池在处理养猪废水产电的同时,可收获微藻实现养猪废水资源化.     

1株产电假单胞菌（Pseudomonas sp.）RE7的分离及特性研究

微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)阳极微生物的种类和作用机制对MFC的产电性能有着重要的影响.从已稳定运行1 a的MFC的阳极室分离得到1株电化学活性革兰氏阴性细菌——菌株RE7,其16S rRNA基因序列与Pseudomonas aeruginosa strain CMG 587有99%同源性,属于假单胞菌属（Pseudomonas sp.）.利用菌株RE7构建的MFC的稳定产电和循环伏安曲线测定结果都表明,菌株RE7具有较强的电化学活性,利用菌株RE7构建的MFC的最大输出电压为352 mV,相应的最大面积功率密度为69.2 mW/m²,体积最大功率密度为6.2 W/m³.由不同稀释比例的MFC排出液的产电效果比较可知,菌株RE7极有可能是通过自身分泌的氧化还原类物质进行电子传递.     

Synchronization of amniotic fluid cells for high resolution cytogenetics

A high resolution technique was applied to amniotic fluid cells by synchronization. After inoculation, the cells were incubated for 30 h in the presence of either thymidine or 5-bromodeoxyuridine (BrdU). After removal of the blocking agent and addition of a low concentration of thymidine, the cells were incubated for another 6 1/2–7 h, then harvested in prometaphase without colcemid. This technique gives a mitotic index of 3·7 per cent after thymidine synchronization and of 3·2 per cent after BrdU synchronization, and more than half of the mitoses were in the earlier phases with the chromosomes showing more than 550 bands per haploid set. GBG, GTG, and RHG prometaphases are presented. Precise high-resolution banding of chromosomes of amniotic fluid cells can increase diagnostic accuracy.     

固定化细胞处理废水的关键性包埋技术条件研究

研究了以聚乙烯醇为主要包埋材料的混合载体，固定化细胞处理有机废水的关键性包埋技术条件，解决了妨碍固定化细胞在废水处理领域推广应用所的制备成球难，活性丧失大、易破碎、发胀粘连上浮等问题。     

Assessment of risks, implications, and opportunities of waterborne neurotoxic pesticides

Pesticides are a well-known family of chemicals that have contaminated water systems globally. Four common subfamilies of pesticides include organochlorines, organophosphates, pyrethroids, and carbamate insecticides which have been shown to adversely affect the human nervous system. Studies have shown a link between pesticide exposure and decreased viability, proliferation, migration, and differentiation of murine neural stem cells. Besides human exposure directly through water systems, additional factors such as pesticide bioaccumulation, biomagnification and potential synergism due to co-exposure to other environmental contaminants must be considered. A possible avenue to investigate the molecular mechanisms and biomolecules impacted by the various classes of pesticides includes the field of -omics. Discovery of the precise molecular mechanisms behind pesticide-mediated neurodegenerative disorders may facilitate development of targeted therapeutics. Likewise, discovery of pesticide biodegradation pathways may enable novel approaches for water system bioremediation using genetically engineered microorganisms. In this mini-review, we discuss recently established harmful impacts of various categories of pesticides on the nervous system and the application of -omics field for discovery, validation, and mitigation of pesticide neurotoxicity.