小球藻胞外聚合物与镉的络合作用对镉毒性效应的缓解
发布时间：2021-04-09 18:03
细胞外聚合物（EPS）是指存在于藻类、细菌等生物细胞外独特的高分子聚合物,主要由蛋白质（PN）、多糖（PS）、腐殖质等组成,EPS化学官能团主要包括羟基、羧基、巯基、磷酸基和氨基等。EPS作为附着在藻细胞表面的高分子物质,既能够为细胞提供能量和碳源,又能够协调外部环境保护细胞,保证藻类在外界环境胁迫下的生长。重金属是环境中最常见的污染物,EPS中的化学官能团可通过重金属反应缓解重金属对生物的毒性效应,然而EPS与重金属的相互作用机理目前尚不十分清楚。本文以常见于水环境中的单细胞绿藻小球藻（Chlorella vulgaris）为研究对象,以镉（Cd）为重金属代表,考察了小球藻EPS对镉毒性效应的缓解作用。在此基础上,研究了EPS对Cd的吸附效率与吸附机制,结合三维荧光激发发射光谱的平行因子分析（EEM-PARAFAC）、二维傅里叶变换红外相关光谱（2D-FTIR-COS）和X射线光电子能谱（XPS）等方法,分析了EPS与Cd的络合作用机制。论文主要得到了以下研究结论:（1）Cd胁迫促进了小球藻EPS、EPS中多糖及蛋白质的分泌,EPS缓解了Cd对小球藻生物量、细胞活性以及光合作用的抑制...
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
EPS的示意图
有效的金属结合配体[48]。Dob rowolski 等[49]对 EPS 吸附重金属离子的机理进行了研究，结果表明，羟基、乙酰氨基和氨基等官能团通过静电相互作用吸引带正电荷的阳离子（Cd2+、Pb2+、Ni2+、Co2+和 Cr5+），在细胞表面形成有机金属络合物。Guibaud 等[50]研究了从活性污泥以及活性污泥中分离的 8 种纯培养菌中提取的 EPS 对金属的络合能力，发现所有的 EPS 对 Pb 的络合能力均大于 Ni，对 C的络合能力较弱，且从纯培养细菌中提取的 EPS 对金属的络合能力较从活性污泥中提取的 EPS 差，并指出在 pH 7 时羧基和磷酸基在与金属络合过程中起主要作用。
N1s 三种元素的结合能（BE）变化，发现电荷由氮转移到锌、氧，证实EPS 与 Zn2+相互作用过程中涉及的官能团包括氨基、羧基和羟基。1.4 本文的研究内容与思路重金属、氮磷等物质排入水体严重影响了水生生态系统，EPS 作为包裹在细胞表面的复杂高分子物质，为藻类等水生生物提供了一个完整的保护层来抵御恶劣的外部环境。因此，有必要深入研究 EPS 与重金属离子的相互作用，探明 EPS缓解重金属毒性的作用机制，以指导藻类等生物技术在实际水污染处理中的应用。本文以常见于自然水体中的小球藻为研究对象，Cd2+作为重金属代表，研究小球藻 EPS 对镉毒性效应的缓解作用。研究了 EPS 对 Cd2+的吸附，并结合三维荧光激发发射光谱的平行因子分析（EEM -PARAFAC），二维傅里叶变换红外相关光谱（2D-FTIR-COS）和 X 射线光电子能谱（XPS）重点分析 EPS 与 Cd2+的作用机制。
【参考文献】：
期刊论文
[1]荧光光谱在蛋白质分子构象研究中的应用[J]. 王守业,徐小龙,刘清亮,解永树. 化学进展. 2001(04)
硕士论文
[1]白洋淀植物腐解DOM特性及其与重金属相互作用的研究[D]. 闻丽.北京化工大学 2014
本文编号：3128072
【文章来源】：湘潭大学湖南省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
EPS的示意图
有效的金属结合配体[48]。Dob rowolski 等[49]对 EPS 吸附重金属离子的机理进行了研究，结果表明，羟基、乙酰氨基和氨基等官能团通过静电相互作用吸引带正电荷的阳离子（Cd2+、Pb2+、Ni2+、Co2+和 Cr5+），在细胞表面形成有机金属络合物。Guibaud 等[50]研究了从活性污泥以及活性污泥中分离的 8 种纯培养菌中提取的 EPS 对金属的络合能力，发现所有的 EPS 对 Pb 的络合能力均大于 Ni，对 C的络合能力较弱，且从纯培养细菌中提取的 EPS 对金属的络合能力较从活性污泥中提取的 EPS 差，并指出在 pH 7 时羧基和磷酸基在与金属络合过程中起主要作用。
N1s 三种元素的结合能（BE）变化，发现电荷由氮转移到锌、氧，证实EPS 与 Zn2+相互作用过程中涉及的官能团包括氨基、羧基和羟基。1.4 本文的研究内容与思路重金属、氮磷等物质排入水体严重影响了水生生态系统，EPS 作为包裹在细胞表面的复杂高分子物质，为藻类等水生生物提供了一个完整的保护层来抵御恶劣的外部环境。因此，有必要深入研究 EPS 与重金属离子的相互作用，探明 EPS缓解重金属毒性的作用机制，以指导藻类等生物技术在实际水污染处理中的应用。本文以常见于自然水体中的小球藻为研究对象，Cd2+作为重金属代表，研究小球藻 EPS 对镉毒性效应的缓解作用。研究了 EPS 对 Cd2+的吸附，并结合三维荧光激发发射光谱的平行因子分析（EEM -PARAFAC），二维傅里叶变换红外相关光谱（2D-FTIR-COS）和 X 射线光电子能谱（XPS）重点分析 EPS 与 Cd2+的作用机制。
【参考文献】：
期刊论文
[1]荧光光谱在蛋白质分子构象研究中的应用[J]. 王守业,徐小龙,刘清亮,解永树. 化学进展. 2001(04)
硕士论文
[1]白洋淀植物腐解DOM特性及其与重金属相互作用的研究[D]. 闻丽.北京化工大学 2014
本文编号：3128072
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