細(xì)胞的磁修飾及其用于羅伊氏乳桿菌轉(zhuǎn)化甘油的研究.pdf

1、學(xué)校代碼：10385分類號(hào)：研究生學(xué)號(hào)：1100215003密級(jí)：不保密碩士學(xué)位論文細(xì)胞的磁修飾及其用于羅伊氏乳桿菌轉(zhuǎn)化甘油的研究細(xì)胞的磁修飾及其用于羅伊氏乳桿菌轉(zhuǎn)化甘油的研究StudyonmagicmodificationofcellmagicallymodifiedLactobacillusreuterifglycerolconversion作者姓名作者姓名：林檬林檬指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師：陳國(guó)陳國(guó)學(xué)科：科：微生物微生物研究方向：研究方

2、向：工業(yè)微生物工業(yè)微生物所在學(xué)院：所在學(xué)院：化工學(xué)院化工學(xué)院論文提交日期：論文提交日期：二零一四二零一四年三月十五十五日摘要摘要細(xì)胞磁修飾是利用納米級(jí)磁性載體與細(xì)胞相互作用，從而獲得具有磁響應(yīng)特性的活性細(xì)胞。磁固定床通過外加磁場(chǎng)磁化床層中填充的鐵磁介質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)磁修飾細(xì)胞（MNP@Cell）的有效截留，被截留的MNP@Cell具生物活性，可用于連續(xù)發(fā)酵及生物轉(zhuǎn)化，對(duì)于研究新型的細(xì)胞固定化技術(shù)平臺(tái)有重要意義?；诩?xì)胞磁修飾技術(shù)，本文分別對(duì)羅

3、伊氏乳桿菌（Lactobacillusreuteri）、大腸桿菌（Escherichiacoli）和釀酒酵母（Sacomycescerevisiae）進(jìn)行了磁修飾的研究，并重點(diǎn)研究了L.reuteri在磁固定床反應(yīng)器中的截留和生物轉(zhuǎn)化。首先，制備了三種模式微生物的MNP@Cell，研究了不同條件下制得MNP@Cell的磁響應(yīng)特性。分別在新鮮培養(yǎng)基、發(fā)酵液及磷酸緩沖液去離子水中對(duì)L.reuteri、E.coli和S.cerevisiae進(jìn)

4、行了磁修飾，考察了磁修飾條件（細(xì)胞磁性納米粒子質(zhì)量比、pH、粒子濃度、鹽濃度）對(duì)制得的MNP@Cell磁分離效果的影響。結(jié)果表明，三種細(xì)胞均能得到適當(dāng)?shù)拇判揎?，其中?jīng)過磁修飾后的L.reuteri磁響應(yīng)性最佳；在三種溶液中，菌體磁性納米粒子質(zhì)量比（MRcp）為1、pH為3、磁性納米粒子濃度為14.46mgmL、鹽離子濃度為0molL的條件下，磁修飾的L.reuteri的磁分離效果最佳。對(duì)S.cerevisiae和E.coli而言，在新鮮

5、培養(yǎng)基或發(fā)酵液中，細(xì)胞難以被磁修飾；在去離子水中，pH接近3或鹽離子濃度大于0.4molL時(shí)，制得的MNP@Cell可有效磁分離。根據(jù)不同環(huán)境條件下的研究結(jié)果，結(jié)合不同細(xì)胞（L.reuteri、S.cerevisiae與E.coli）表面特性的差異，制備高磁響應(yīng)性磁修飾細(xì)胞依賴于：a）細(xì)胞表面有能與磁性粒子表面功能基團(tuán)相互作用的基團(tuán)；b）pH處于細(xì)胞與粒子等電點(diǎn)之間時(shí)，細(xì)胞表面與粒子表面帶電特性相反，易于相互作用；c）磁性粒子的分散性、

6、細(xì)胞表面粒子數(shù)量、修飾后細(xì)胞團(tuán)聚特性對(duì)制得的MNP@Cell的磁分離效果的影響。其次，設(shè)計(jì)了一種新型的磁固定床，考察了螺線圈電流、發(fā)酵液流速、床層孔隙率、MRcp的對(duì)MNP@Cell截留效果的影響。磁固定床內(nèi)部填充導(dǎo)磁不銹鋼微絲，通過螺線管施加磁場(chǎng)，MNP@Cell流經(jīng)床層時(shí)可被截留。結(jié)果表明，螺線圈電流為3.0A，發(fā)酵液流速為9mLmin，床層空隙率為0.88，MRcp=1.5的條件下，細(xì)胞截留效果較佳。提高磁固定床截留效果可從以下方