生物电化学体系中环境因素对奥奈达希瓦氏菌附着行为的影响
发布时间：2022-02-11 08:31
生物电化学体系中,细菌在电极表面的附着行为对于体系成功运行至关重要。然而这一附着过程受诸多环境因素影响,目前的研究对于电极表面形成生物膜的机理方面的理解还不够完全。因此,本文选取奥奈达希瓦氏菌（Shewanella oneidensis）作为模式菌株,采用试验研究和统计分析的方法,通过模拟生物电化学体系中对于细菌附着行为产生影响的两个主要外界因素营养物质和电压,尝试探究生物电化学体系中环境因素对于其生物膜形成的影响,为生物电化学体系有效利用提供理论依据和数据支撑,得到的主要研究结果如下:（1）不同碳源水平对细菌附着过程的影响表明,在初期附着阶段（1/3 h-1h）,限制性营养浓度（1 mmol/L乳酸钠溶液）下的细菌附着量最多,达到3.23±0.10×107cells/cm2,其附着量随着营养浓度的增加而减少。限制性营养浓度会增大细菌的运动速度和胞外聚合物的生成。此时对细菌附着行为具有促进作用的三个因素由强到弱排分别是碳毡营养物质吸附率、胞外聚合物的分泌和细菌运动速度。在生物膜形成阶段（8 h）,充足营养浓度（40 mmol/L乳酸钠溶液）下...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究技术路线图
第二章限制性营养物质对希瓦氏菌附着行为的影响11仪器名称型号厂家地址电化学工作站CS150Corrtest武汉高效液相色谱仪Agilent美国倒置显微镜IX73+DPOlympus日本2.2.2.6所需材料烧杯，容量瓶，移液枪，碳毡（北京，晶龙特碳，厚度3mm），pH计，碳棒（北京，晶龙特碳，直径5mm），铜导线，鳄鱼夹，蓝盖试剂瓶，黑色聚碳酸酯滤膜（Whatman,25mmdiameter）。2.2.3实验条件的设定2.2.3.1电极材料的制备将碳毡剪成2×2cm尺寸，先用去离子水清洗3-5次，之后取250mL烧杯加入150mL的1mol/LHCl和剪好的材料用加热电炉煮沸10min；取出材料用去离子水冲洗2-3次后取250mL烧杯加入150mL的1mol/LNaOH用加热电炉煮沸10min[68][69][70]；用去离子水冲洗2-3次，之后将煮好的碳毡与碳棒放入高压灭菌锅内121℃条件下灭菌15min，取250mL烧杯加入200mL去离子水将处理后的材料放入其中密封备用，碳棒用保鲜袋密封备用。2.2.3.2实验装置构建图2.1实验装置示意图Fig2.1experimentaldeviceschematicdiagram
合肥工业大学硕士研究生学位论文142.2.4.4运动速度测定与统计方法图2.2细菌运动轨迹追踪Fig2.2Bacterialtrajectorytracking在试剂瓶中取2mL溶液，使用I型扁平毛细玻璃管（0.30mm×0.03mm（宽×高），ElectronMicroscopySciences，USA）提取细菌液，在显微镜（IX73，Olympus，Japan）下进行观察并录像，分辨率设为800×600，感光度设为ISO100[73]。每一组样品拍摄一段视频，每个视频时长2min，后续速度分析使用ImageJ软件中的Manualtracking插件进行细胞追踪，使用PotPlayer软件对录像视频进行间隔为0.5秒的截图以记录细菌位置的变化情况，后将截取的序列照片导入ImageJ中，打开manualtracking插件并作如下设置：Timeinterveral设为0.50s，x/ycalibration为其相对应像素长度值。点击Addtrack按钮后手动追踪细菌并进行位置标识，直至序列结束。导出表格中数据并在excel软件中进行数据分析。分别统计细菌在实验开始后1/3h、1h、8h的运动速度。每个时间点取视频中的5个细菌的运动轨迹平均进行分析，每个细菌统计其15秒时间中运动30个点的平均运动速度。2.2.4.5EPS的提取与测定生物膜基质的成分比较复杂，其中菌体细胞只占生物膜总干重的10%，而其余90%均为胞外聚合物[62]。作为生物膜的主要组成成分，EPS不仅是微生物自身代谢的产物，更是构成生物膜三维结构的关键成分[74]。EPS的主要成分是附着在固体表面的细菌自主分泌出的胞外蛋白（protein，PN）与胞外多糖（polysaccharide，PS）[75]。胞外聚合物的提取方法选择为水浴加热法[76]，胞外蛋白的测定方法采用
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于主要营养成分含量的大小颗粒薏仁米判别[J]. 刘星,范楷,杨俊花,宋卫国. 食品与机械. 2019(02)
[2]硝化污泥胞外聚合物分层组分提取方法的比较[J]. 肖倩,杨垒,任勇翔,汪旭晖,朱鹏涛,陈宁. 环境科学学报. 2018(08)
[3]普洱熟茶化学成分与品质特性相关性分析[J]. 白晓丽,张建勇,江和源,李长文,张晨霞. 食品与机械. 2017(05)
[4]食品中金黄色葡萄球菌生物被膜形成基因分析及影响因素研究[J]. 马伊萨兰,张荣,王洪志,赵燕英,陈娟,刘骥,唐俊妮. 食品工业科技. 2017(15)
[5]不同品种枸杞子营养成分分析及评价[J]. 王益民,张珂,许飞华,王玉,任晓卫,张宝琳. 食品科学. 2014(01)
[6]微生物燃料电池[J]. 刘宏芳,郑碧娟. 化学进展. 2009(06)
[7]生物燃料电池[J]. 贾鸿飞,谢阳,王宇新. 电池. 2000(02)
本文编号：3619949
【文章来源】：合肥工业大学安徽省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究技术路线图
第二章限制性营养物质对希瓦氏菌附着行为的影响11仪器名称型号厂家地址电化学工作站CS150Corrtest武汉高效液相色谱仪Agilent美国倒置显微镜IX73+DPOlympus日本2.2.2.6所需材料烧杯，容量瓶，移液枪，碳毡（北京，晶龙特碳，厚度3mm），pH计，碳棒（北京，晶龙特碳，直径5mm），铜导线，鳄鱼夹，蓝盖试剂瓶，黑色聚碳酸酯滤膜（Whatman,25mmdiameter）。2.2.3实验条件的设定2.2.3.1电极材料的制备将碳毡剪成2×2cm尺寸，先用去离子水清洗3-5次，之后取250mL烧杯加入150mL的1mol/LHCl和剪好的材料用加热电炉煮沸10min；取出材料用去离子水冲洗2-3次后取250mL烧杯加入150mL的1mol/LNaOH用加热电炉煮沸10min[68][69][70]；用去离子水冲洗2-3次，之后将煮好的碳毡与碳棒放入高压灭菌锅内121℃条件下灭菌15min，取250mL烧杯加入200mL去离子水将处理后的材料放入其中密封备用，碳棒用保鲜袋密封备用。2.2.3.2实验装置构建图2.1实验装置示意图Fig2.1experimentaldeviceschematicdiagram
合肥工业大学硕士研究生学位论文142.2.4.4运动速度测定与统计方法图2.2细菌运动轨迹追踪Fig2.2Bacterialtrajectorytracking在试剂瓶中取2mL溶液，使用I型扁平毛细玻璃管（0.30mm×0.03mm（宽×高），ElectronMicroscopySciences，USA）提取细菌液，在显微镜（IX73，Olympus，Japan）下进行观察并录像，分辨率设为800×600，感光度设为ISO100[73]。每一组样品拍摄一段视频，每个视频时长2min，后续速度分析使用ImageJ软件中的Manualtracking插件进行细胞追踪，使用PotPlayer软件对录像视频进行间隔为0.5秒的截图以记录细菌位置的变化情况，后将截取的序列照片导入ImageJ中，打开manualtracking插件并作如下设置：Timeinterveral设为0.50s，x/ycalibration为其相对应像素长度值。点击Addtrack按钮后手动追踪细菌并进行位置标识，直至序列结束。导出表格中数据并在excel软件中进行数据分析。分别统计细菌在实验开始后1/3h、1h、8h的运动速度。每个时间点取视频中的5个细菌的运动轨迹平均进行分析，每个细菌统计其15秒时间中运动30个点的平均运动速度。2.2.4.5EPS的提取与测定生物膜基质的成分比较复杂，其中菌体细胞只占生物膜总干重的10%，而其余90%均为胞外聚合物[62]。作为生物膜的主要组成成分，EPS不仅是微生物自身代谢的产物，更是构成生物膜三维结构的关键成分[74]。EPS的主要成分是附着在固体表面的细菌自主分泌出的胞外蛋白（protein，PN）与胞外多糖（polysaccharide，PS）[75]。胞外聚合物的提取方法选择为水浴加热法[76]，胞外蛋白的测定方法采用
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于主要营养成分含量的大小颗粒薏仁米判别[J]. 刘星,范楷,杨俊花,宋卫国. 食品与机械. 2019(02)
[2]硝化污泥胞外聚合物分层组分提取方法的比较[J]. 肖倩,杨垒,任勇翔,汪旭晖,朱鹏涛,陈宁. 环境科学学报. 2018(08)
[3]普洱熟茶化学成分与品质特性相关性分析[J]. 白晓丽,张建勇,江和源,李长文,张晨霞. 食品与机械. 2017(05)
[4]食品中金黄色葡萄球菌生物被膜形成基因分析及影响因素研究[J]. 马伊萨兰,张荣,王洪志,赵燕英,陈娟,刘骥,唐俊妮. 食品工业科技. 2017(15)
[5]不同品种枸杞子营养成分分析及评价[J]. 王益民,张珂,许飞华,王玉,任晓卫,张宝琳. 食品科学. 2014(01)
[6]微生物燃料电池[J]. 刘宏芳,郑碧娟. 化学进展. 2009(06)
[7]生物燃料电池[J]. 贾鸿飞,谢阳,王宇新. 电池. 2000(02)
本文编号：3619949
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