废弃酵母表面改性及应用

发布时间：2020-09-29 21:09

　　酵母是一种主要来源于酒精生产、面包烘焙的低成本微生物;它是一种椭球型单细胞型真菌微生物,具有坚固的细胞壁,即使在极其恶劣的外部环境中,酵母坚固的细胞壁也可以维持整个细胞内部的环境稳定。酵母具有价格低廉、来源广泛、环境友好等特点,然而大量废弃酵母并未得到有效利用,造成严重的资源浪费。为实现废弃酵母的有效利用,本文尝试以酵母为基体,利用尿素为改性单体,致力于制备得到一种性能优良的吸附剂,解决传统吸附剂处理抗生素废水效果差的难题;此外,通过己二酸二酰肼改性酵母制备得到一种药物载体。将制备的氨化酵母吸附剂和ADH@yeast载体应用于抗生素废水处理、药物缓释等领域,并考察了吸附剂的吸附和循环利用性能,具体研究内容如下:(1)以酵母为原材料,尿素为改性单体,通过半干法制备得到氨化酵母复合材料。利用场发射扫描电镜(FE-SEM)、能谱分析(EDS)和傅里叶红外光谱(FT-IR)对氨化酵母复合材料进行表征。FE-SEM扫描结果表明氨化酵母复合材料具有椭球形结构,粒径均一并具有良好的分散性。EDS的测试结果说明了氨基已成功结合在酵母表面。FT-IR证实氨化酵母复合材料表面具有丰富的官能团。(2)以盐酸四环素为模拟抗生素废水,研究了氨化酵母复合材料的吸附和再生性能。实验结果表明,吸附过程中盐酸四环素的去除率受温度、溶液pH、吸附剂添加量等多种因素的影响。吸附动力学和粒内扩散模型的拟合结果表明,吸附剂对盐酸四环素的吸附过程符合准二级动力学模型,且吸附过程是分两步进行的。利用Langmuir,Freundlich等温模型对吸附数据进行拟合,结果表明氨化酵母吸附剂对盐酸四环素的吸附符合Langmuir等温模型,属于单分子层吸附。热力学方程的计算结果显示吸附过程是一个自发且吸热的过程。通过在强酸条件下使吸附剂再生,获得有效循环利用。(3)以酵母(yeast)为原材料,己二酸二酰肼为单体(ADH),通过半干法制备得到ADH@yeast载体。通过FE-SEM、EDS和FT-IR对ADH@yeast载体进行表征。研究了其在去离子水和1.0%NaCl溶液中的溶胀性能,同时研究了pH和温度对ADH@yeast的溶胀性能的影响,结果表明随pH值的增加,ADH@yeast的溶胀率增加,且较低的外界温度环境下ADH@yeast的溶胀性能更好。以盐酸环丙沙星(CIP)作为目标药物来研究ADH@yeast对CIP的负载释放性能。实验结果表明,ADH@yeast载体对CIP有良好的负载率,在投入12h后,负载率可以达到65.3%;负载CIP的载体在不同pH条件下表现出不同的释放效率,在pH=7.8的模拟液中释放效果较好,释放率可以达到64.1%。以上实验结果证明ADH@yeast具有一定的pH敏感性,且对药物具有良好的负载和释放性能,在医药领域有一定的研究前景。
【学位单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ926
【部分图文】：

产污,流程,抗生素发酵,抗生素废水

长安大学硕士学位论文有成分复杂、不可生化、处理技术设备要求高等因素，加之制药企业废水处理技术水平有限，使得抗生素废水处理的效果不理想。1.1.2 抗生素废水的特点抗生素的生产形式主要以发酵为主，发酵抗生素的生产过程主要包括筛选、种子培养、发酵、预处理、分离、纯化、精制、干燥等过程。抗生素发酵生产的工艺流程和主要产污点如图 1.1 所示。

药物载体,温度敏感性

体的药物负载量增加。Sauer 等人[47]制备了聚丙酰胺空心微球药物载体，该药释放体系的 pH 非常敏感，实验结果表明强碱条件下载体的药物释放量是强酸四倍。温度敏感性药物载体温度敏感性药物载体是最早被研究的一种环境敏感性载体材料，该类型的药物大特点是表面同时具有亲水性和疏水性基团，随着温度的改变会影响两种基团互作用，且分子链之间的氢键也会发生相应改变。例如，聚丙基丙烯酰胺作为，当溶液温度低于温度的临界值时，酰胺基与水分子通过氢键相互作用，分子在范德华力，在二者共同作用下，使载体材料呈现出有序排列的溶剂化的线团出良好的亲水性。随着温度逐渐升高至临界温度值时，高温会破坏载体内部的体的交联度降低，丙烯酰胺和丙烯酸与水分子的相互作用增强，形成疏水层[4生温度敏感性[49]。

光敏感性,药物载体

长安大学硕士学位论文.3.3 光敏感性药物载体具有光敏感性基团的药物载体可以随光辐射的变化而引起载体内部空间结构的，该类型的药物载体的内部结构中通常含有对光敏感的发色基团，当受到光照刺激体内部的发色基团会发生解离或分子异构化现象[51]。据相关文献记载[52]通过自组装以将含有三苯基氰基甲烷类官能团的聚合物制备成具有光敏感性的药物载体。在紫照射下，三苯基氰基甲烷类基团会发生解离，得到三苯基阳离子和氰基阴离子，当紫外光照射时，解离的离子又会通过共价键的形式再次聚合，通过这样的可逆解离，可以达到控释药物释放的目的，其原理如图 1.3 所示。

【参考文献】