硫化镉纳米颗粒对地杆菌光胁迫的缓解机制与应用

发布时间：2023-02-12 09:50

　　地杆菌(Geobacter)具备胞外电子传递的独特能力,是驱动地球生物化学反应的重要微生物。目前对Geobacter的研究几乎都在暗环境中进行,然而由于太阳光的普遍存在,以及光催化生物反应器的广泛应用,Geobacter不可避免地会生长在光环境中。光催化半导体纳米颗粒(nanoparticle,简称NPs)在自然界中大量分布,其中硫化镉(CdS)NPs在可见光范围即可产生光电子,因此常被应用于光-生物系统,与Geobacter共存。基于此,本文研究了可见光和CdS NPs对硫还原地杆菌(Geobacter sulfurreducens)生长代谢以及Geobacter共培养体系种间电子传递的影响机制。以此为理论基础,探索了一种经济高效的Geobacter处理染料废水的技术。论文主要结果如下:(1)可见光会抑制Geobacter sulfurreducens的生长代谢,CdS NPs在黑暗环境中对Geobacter sulfurreducens的生长代谢起抑制作用,而在光环境中CdS NPs产生的光电子却可以缓解可见光对Geobacter sulfurreducens生长代谢的胁迫。突变株...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 电活性微生物
        1.1.1 定义
        1.1.2 地杆菌
    1.2 地杆菌电子传递的分类与机制
        1.2.1 吸收胞外电子机制
        1.2.2 输出胞外电子机制
    1.3 地杆菌参与的种间电子传递
    1.4 光催化材料对微生物胞外电子传递的影响
        1.4.1 光催化材料
        1.4.2 光催化材料与微生物胞外电子传递
    1.5 研究意义、目的及内容
        1.5.1 研究意义与目的
        1.5.2 研究内容与技术路线
第二章 CdS纳米颗粒对硫还原地杆菌生长代谢中光胁迫现象的缓解效应
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 微生物培养与实验设计
        2.2.2 反应物与产物的测定
        2.2.3 CdS纳米颗粒的表征
        2.2.4 微生物形貌表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 CdS纳米颗粒缓解光对硫还原地杆菌的胁迫
        2.3.2 光电子驱动的光胁迫缓解效应
        2.3.3 光电子进入硫还原地杆菌细胞的传递机制
    2.4 本章小结
第三章 CdS纳米颗粒对地杆菌种间电子传递中光胁迫现象的缓解效应与机制.
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 微生物和培养条件
        3.2.2 CdS纳米颗粒的表征
        3.2.3 化学分析和计算
        3.2.4 微生物形貌表征
        3.2.5 生物量测定
        3.2.6 反转录定量PCR分析
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 CdS纳米颗粒缓解地杆菌共培养中的光胁迫效应
        3.3.2 CdS纳米颗粒起电导管作用的可能性探讨
        3.3.3 CdS纳米颗粒取代关键细胞色素的可能性探讨
        3.3.4 CdS纳米颗粒缓解地杆菌共培养中光胁迫的机制
    3.4 本章小结
第四章 可见光-CdS-硫还原地杆菌杂化体系在处理苋菜红染料废水中的应用..
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 杂化体系构建
        4.2.2 杂化体系表征
        4.2.3 苋菜红染料检测
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 CdS-硫还原地杆菌杂化体系的表征
        4.3.2 CdS-硫还原地杆菌杂化体系的降解染料性能
        4.3.3 可见光-CdS-硫还原地杆菌杂化体系的稳定性
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 创新之处
    5.3 展望
参考文献
攻读硕士期间的研究成果
致谢



本文编号：3740869