甲基-β-环糊精强化微生物降解芘和苯并[a]芘的研究
发布时间：2021-02-13 21:24
多环芳烃是广泛存在自然环境中的一类有机污染物,其水溶性差,脂溶性高,因具有“三致”而受到环境工作者的广泛关注。目前,普遍认为利用微生物降解多环芳烃是最行之有效的途径。本文采用饱和溶液法,制备甲基-β-环糊精/芘包合物,并通过红外、紫外、热重等方法表征,探讨其包合和增溶的机理。当包合物制备温度为25℃时,包得率最高;红外、紫外、热重-差热等方法表征表明芘占据甲基-β-环糊精的空腔结构,生成了稳定的包合物,此时,芘在水中的溶解增加到7.36 mg/L。多环芳烃由于自身极低的水溶性,进而减弱了土著降解菌的利用的效率,z在微生物降解多环芳烃的研究中,筛选出高效降解菌是科研工作者的一项关键任务。本文以芘为为唯一碳源,从长期受石油污染的土壤中富集出高效降解菌群。通过高通量测序测得菌群含有降解多环芳烃菌,其中Rhodanobacter、Pseudomonas、Mycobacterium的比例占菌群总数的35.77%。研究表明:该菌群具有高效降解高分子量多环芳烃的能力。对芘（初始质量浓度为60 mg/L）的降解率达到65.91%,对萘、菲（初始浓度质量浓度均为100 mg/L）、荧蒽（同芘）和苯并[a...
【文章来源】：沈阳化工大学辽宁省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
6种PAHs的分子结构式Fig.1.1Themolecularstructureof16PolycyclicAromaticHydrocarbons
环糊精其化学性质稳定，无毒且易降解，因其具有外腔亲水、内腔疏水的腔体，故能够和尺寸与腔体匹配的底物产生包合作用，如图 1.2。β-环糊精的所有 D-吡喃葡萄糖单元均是椅式构象[33]，含有大量亲水基团，但 β-环糊精在C2、C3 羟基之间形成分子内氢键，表现出在水中溶解度较低的性质，很大程上，限制了 β-环糊精在工业和环境污染防治行业中的应用。研究者通过化学改性的方法，打开环糊精分子内氢键，对其分子结构进行修饰，使环糊精能复合较大分子的客体物质，并改善环糊精的基本功能特性。通过化学手段和方法改性的环糊精被称为化学改性环糊精，主要有 MCD、HPCD、硫乙基-β-环糊精和乙酰基-β-环糊精等。MCD 作为 β-环糊精的烷基化衍生物，除具备 β 环糊精具有高水溶性及外亲水空腔疏水的基本性质[34]，此外，它还具有较低吸湿性和高性能表面活性的优点,已经通过美国食品药品管理局（FDA）的审批， 被认为是最有应用潜力环糊精材料之一。MCD 能与多种难溶于水的有机物，形成易溶于水的主客体和物，增加有机污染物在水相中的溶解度，促进有机污染物从土壤颗粒相向水相释放[35]，进而增加有机物的生物可利用度。
沈阳化工大学硕士学位论文 第二章 甲基-β -环糊精与芘包合物2.2.5 扫描电镜（SEM）表征对芘、甲基-β-环糊精、芘和甲基-β-环糊精物理混合物、INC 晶体电镜(SEM)分析，如图 2.4所示。由图 4可知，从形态学特征分析，芘粒状存在（如图 4a），甲基-β-环糊精是内陷的球体（如图 4b），物理晶体棱角分明的块状物（如图 4c），制备的包合物 INC 晶体型模糊，（如图 4d），由晶体转化为不定形结构。其原因在于芘分子进入甲基空腔后形成包合物，导致其包合物相对于甲基-β-环糊精的球形结构性此推断包合物已形成。
【参考文献】：
期刊论文
[1]芘和苯并[a]芘复合污染土壤中的环糊精-微生物连续修复[J]. 王立红,丁克强,刘廷凤,杨凤,郭光. 环境工程学报. 2017(06)
[2]一株高效烷烃降解菌Acinetobacter sp. LAM1007的分离鉴定及降解特性[J]. 朱杰,阮志勇,董卫卫,郭翔,孔德龙,张琪,赵述淼,张伟. 微生物学通报. 2017(07)
[3]多环芳烃污染生物修复研究进展[J]. 张灵利,徐宏英,葛晶丽. 微生物学杂志. 2016(02)
[4]山姜素与甲基化β-环糊精的包合行为研究[J]. 马水仙,赵雪秋,王淑惠,赵芳,杨丽娟. 云南民族大学学报(自然科学版). 2016(01)
[5]大豆、龙葵单作和间作对芘污染土壤的修复[J]. 王效国,呼世斌,程治文,王娇娇,魏丽琼. 环境工程学报. 2015(12)
[6]沉积物中2株多环芳烃降解菌的分离鉴定及其对菲、荧蒽的降解特性[J]. 许晓毅,苏攀,姬宇,叶姜瑜,徐璇. 环境工程学报. 2015(03)
[7]一株高环多环芳烃降解嗜盐菌Thalassospira sp.的分离及降解特性[J]. 王慧,周海燕,黄勇,方婷婷. 清华大学学报(自然科学版). 2015(01)
[8]一株多环芳烃芘降解菌的鉴定及其降解特性研究[J]. 卢仕严,曹永军,招嘉佩,何红,孙省利. 海洋科学. 2014(08)
[9]2-巯基丙酸/β-环糊精包合物的制备及表征[J]. 苏秀霞,张云,董伟. 精细化工. 2014(06)
[10]β-环糊精的固载及其应用最新研究进展[J]. 沈海民,纪红兵,武宏科,史鸿鑫. 有机化学. 2014(08)
博士论文
[1]3-吲哚乙酸对植物根际修复多环芳烃污染土壤的影响及机理[D]. 李伟明.南京农业大学 2015
硕士论文
[1]表面活性剂强化生物修复石油污染土壤[D]. 吴雪茜.中国矿业大学 2016
[2]PAHs污染土壤的环糊精及植物强化微生物修复效应[D]. 周妍.贵州大学 2015
[3]多环芳烃降解菌的遗传改造及石油污染土壤的微生物部分修复[D]. 刘如洋.济南大学 2013
[4]环糊精及其衍生物与蛋白质等分子间相互作用的研究[D]. 梁建军.中南民族大学 2009
本文编号：3032603
【文章来源】：沈阳化工大学辽宁省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
![甲基-β-环糊精强化微生物降解芘和苯并[a]芘的研究](http://image.cnki.net/getimage.ashx?id=1019803588.nh0002)
6种PAHs的分子结构式Fig.1.1Themolecularstructureof16PolycyclicAromaticHydrocarbons
环糊精其化学性质稳定，无毒且易降解，因其具有外腔亲水、内腔疏水的腔体，故能够和尺寸与腔体匹配的底物产生包合作用，如图 1.2。β-环糊精的所有 D-吡喃葡萄糖单元均是椅式构象[33]，含有大量亲水基团，但 β-环糊精在C2、C3 羟基之间形成分子内氢键，表现出在水中溶解度较低的性质，很大程上，限制了 β-环糊精在工业和环境污染防治行业中的应用。研究者通过化学改性的方法，打开环糊精分子内氢键，对其分子结构进行修饰，使环糊精能复合较大分子的客体物质，并改善环糊精的基本功能特性。通过化学手段和方法改性的环糊精被称为化学改性环糊精，主要有 MCD、HPCD、硫乙基-β-环糊精和乙酰基-β-环糊精等。MCD 作为 β-环糊精的烷基化衍生物，除具备 β 环糊精具有高水溶性及外亲水空腔疏水的基本性质[34]，此外，它还具有较低吸湿性和高性能表面活性的优点,已经通过美国食品药品管理局（FDA）的审批， 被认为是最有应用潜力环糊精材料之一。MCD 能与多种难溶于水的有机物，形成易溶于水的主客体和物，增加有机污染物在水相中的溶解度，促进有机污染物从土壤颗粒相向水相释放[35]，进而增加有机物的生物可利用度。
沈阳化工大学硕士学位论文 第二章 甲基-β -环糊精与芘包合物2.2.5 扫描电镜（SEM）表征对芘、甲基-β-环糊精、芘和甲基-β-环糊精物理混合物、INC 晶体电镜(SEM)分析，如图 2.4所示。由图 4可知，从形态学特征分析，芘粒状存在（如图 4a），甲基-β-环糊精是内陷的球体（如图 4b），物理晶体棱角分明的块状物（如图 4c），制备的包合物 INC 晶体型模糊，（如图 4d），由晶体转化为不定形结构。其原因在于芘分子进入甲基空腔后形成包合物，导致其包合物相对于甲基-β-环糊精的球形结构性此推断包合物已形成。
【参考文献】：
期刊论文
[1]芘和苯并[a]芘复合污染土壤中的环糊精-微生物连续修复[J]. 王立红,丁克强,刘廷凤,杨凤,郭光. 环境工程学报. 2017(06)
[2]一株高效烷烃降解菌Acinetobacter sp. LAM1007的分离鉴定及降解特性[J]. 朱杰,阮志勇,董卫卫,郭翔,孔德龙,张琪,赵述淼,张伟. 微生物学通报. 2017(07)
[3]多环芳烃污染生物修复研究进展[J]. 张灵利,徐宏英,葛晶丽. 微生物学杂志. 2016(02)
[4]山姜素与甲基化β-环糊精的包合行为研究[J]. 马水仙,赵雪秋,王淑惠,赵芳,杨丽娟. 云南民族大学学报(自然科学版). 2016(01)
[5]大豆、龙葵单作和间作对芘污染土壤的修复[J]. 王效国,呼世斌,程治文,王娇娇,魏丽琼. 环境工程学报. 2015(12)
[6]沉积物中2株多环芳烃降解菌的分离鉴定及其对菲、荧蒽的降解特性[J]. 许晓毅,苏攀,姬宇,叶姜瑜,徐璇. 环境工程学报. 2015(03)
[7]一株高环多环芳烃降解嗜盐菌Thalassospira sp.的分离及降解特性[J]. 王慧,周海燕,黄勇,方婷婷. 清华大学学报(自然科学版). 2015(01)
[8]一株多环芳烃芘降解菌的鉴定及其降解特性研究[J]. 卢仕严,曹永军,招嘉佩,何红,孙省利. 海洋科学. 2014(08)
[9]2-巯基丙酸/β-环糊精包合物的制备及表征[J]. 苏秀霞,张云,董伟. 精细化工. 2014(06)
[10]β-环糊精的固载及其应用最新研究进展[J]. 沈海民,纪红兵,武宏科,史鸿鑫. 有机化学. 2014(08)
博士论文
[1]3-吲哚乙酸对植物根际修复多环芳烃污染土壤的影响及机理[D]. 李伟明.南京农业大学 2015
硕士论文
[1]表面活性剂强化生物修复石油污染土壤[D]. 吴雪茜.中国矿业大学 2016
[2]PAHs污染土壤的环糊精及植物强化微生物修复效应[D]. 周妍.贵州大学 2015
[3]多环芳烃降解菌的遗传改造及石油污染土壤的微生物部分修复[D]. 刘如洋.济南大学 2013
[4]环糊精及其衍生物与蛋白质等分子间相互作用的研究[D]. 梁建军.中南民族大学 2009
本文编号：3032603
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/3032603.html
