生物電化學(xué)體系中,細(xì)菌在電極表面的附著行為對(duì)于體系成功運(yùn)行至關(guān)重要。然而這一附著過程受諸多環(huán)境因素影響,目前的研究對(duì)于電極表面形成生物膜的機(jī)理方面的理解還不夠完全。因此,本文選取奧奈達(dá)希瓦氏菌（Shewanella oneidensis）作為模式菌株,采用試驗(yàn)研究和統(tǒng)計(jì)分析的方法,通過模擬生物電化學(xué)體系中對(duì)于細(xì)菌附著行為產(chǎn)生影響的兩個(gè)主要外界因素營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和電壓,嘗試探究生物電化學(xué)體系中環(huán)境因素對(duì)于其生物膜形成的影響,為生物電化學(xué)體系有效利用提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐,得到的主要研究結(jié)果如下:（1）不同碳源水平對(duì)細(xì)菌附著過程的影響表明,在初期附著階段（1/3 h-1h）,限制性營(yíng)養(yǎng)濃度（1 mmol/L乳酸鈉溶液）下的細(xì)菌附著量最多,達(dá)到3.23±0.10×10⁷cells/cm²,其附著量隨著營(yíng)養(yǎng)濃度的增加而減少。限制性營(yíng)養(yǎng)濃度會(huì)增大細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)速度和胞外聚合物的生成。此時(shí)對(duì)細(xì)菌附著行為具有促進(jìn)作用的三個(gè)因素由強(qiáng)到弱排分別是碳?xì)譅I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸附率、胞外聚合物的分泌和細(xì)菌運(yùn)動(dòng)速度。在生物膜形成階段（8 h）,充足營(yíng)養(yǎng)濃度（40 mmol/L乳酸鈉溶液）下... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：94 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

研究技術(shù)路線圖

第二章限制性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)希瓦氏菌附著行為的影響11儀器名稱型號(hào)廠家地址電化學(xué)工作站CS150Corrtest武漢高效液相色譜儀Agilent美國(guó)倒置顯微鏡IX73+DPOlympus日本2.2.2.6所需材料燒杯，容量瓶，移液槍，碳?xì)郑ū本執(zhí)靥�，厚�?mm），pH計(jì)，碳棒（北京，晶龍?zhí)靥�，直�?mm），銅導(dǎo)線，鱷魚夾，藍(lán)蓋試劑瓶，黑色聚碳酸酯濾膜（Whatman,25mmdiameter）。2.2.3實(shí)驗(yàn)條件的設(shè)定2.2.3.1電極材料的制備將碳?xì)旨舫?×2cm尺寸，先用去離子水清洗3-5次，之后取250mL燒杯加入150mL的1mol/LHCl和剪好的材料用加熱電爐煮沸10min；取出材料用去離子水沖洗2-3次后取250mL燒杯加入150mL的1mol/LNaOH用加熱電爐煮沸10min[68][69][70]；用去離子水沖洗2-3次，之后將煮好的碳?xì)峙c碳棒放入高壓滅菌鍋內(nèi)121℃條件下滅菌15min，取250mL燒杯加入200mL去離子水將處理后的材料放入其中密封備用，碳棒用保鮮袋密封備用。2.2.3.2實(shí)驗(yàn)裝置構(gòu)建圖2.1實(shí)驗(yàn)裝置示意圖Fig2.1experimentaldeviceschematicdiagram

合肥工業(yè)大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文142.2.4.4運(yùn)動(dòng)速度測(cè)定與統(tǒng)計(jì)方法圖2.2細(xì)菌運(yùn)動(dòng)軌跡追蹤Fig2.2Bacterialtrajectorytracking在試劑瓶中取2mL溶液，使用I型扁平毛細(xì)玻璃管（0.30mm×0.03mm（寬×高），ElectronMicroscopySciences，USA）提取細(xì)菌液，在顯微鏡（IX73，Olympus，Japan）下進(jìn)行觀察并錄像，分辨率設(shè)為800×600，感光度設(shè)為ISO100[73]。每一組樣品拍攝一段視頻，每個(gè)視頻時(shí)長(zhǎng)2min，后續(xù)速度分析使用ImageJ軟件中的Manualtracking插件進(jìn)行細(xì)胞追蹤，使用PotPlayer軟件對(duì)錄像視頻進(jìn)行間隔為0.5秒的截圖以記錄細(xì)菌位置的變化情況，后將截取的序列照片導(dǎo)入ImageJ中，打開manualtracking插件并作如下設(shè)置：Timeinterveral設(shè)為0.50s，x/ycalibration為其相對(duì)應(yīng)像素長(zhǎng)度值。點(diǎn)擊Addtrack按鈕后手動(dòng)追蹤細(xì)菌并進(jìn)行位置標(biāo)識(shí)，直至序列結(jié)束。導(dǎo)出表格中數(shù)據(jù)并在excel軟件中進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。分別統(tǒng)計(jì)細(xì)菌在實(shí)驗(yàn)開始后1/3h、1h、8h的運(yùn)動(dòng)速度。每個(gè)時(shí)間點(diǎn)取視頻中的5個(gè)細(xì)菌的運(yùn)動(dòng)軌跡平均進(jìn)行分析，每個(gè)細(xì)菌統(tǒng)計(jì)其15秒時(shí)間中運(yùn)動(dòng)30個(gè)點(diǎn)的平均運(yùn)動(dòng)速度。2.2.4.5EPS的提取與測(cè)定生物膜基質(zhì)的成分比較復(fù)雜，其中菌體細(xì)胞只占生物膜總干重的10%，而其余90%均為胞外聚合物[62]。作為生物膜的主要組成成分，EPS不僅是微生物自身代謝的產(chǎn)物，更是構(gòu)成生物膜三維結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵成分[74]。EPS的主要成分是附著在固體表面的細(xì)菌自主分泌出的胞外蛋白（protein，PN）與胞外多糖（polysaccharide，PS）[75]。胞外聚合物的提取方法選擇為水浴加熱法[76]，胞外蛋白的測(cè)定方法采用

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