久久一区二区免费播放,国产在线欧美日韩一区二区,国产综合色在线视频,精品伊人久久久香线蕉,精品视频麻豆网站,玖玖国产,国内精品久久久久影,在线观看精品视频一区二区三区,午夜久久影院,国产精品一区久久

一種炭纖維載體的微生物固著強(qiáng)度的測(cè)試方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種炭纖維載體表面所固著微生物的固著強(qiáng)度的測(cè)試方法。本發(fā)明的炭纖維載體的微生物固著強(qiáng)度測(cè)試方法，包括以下步驟，（1）稱取炭纖維，將所述炭纖維與微生物進(jìn)行固著處理；（2）將已固著微生物的炭纖維超聲震動(dòng)處理；（3）將炭纖維清洗，烘干，再次稱量炭纖維重量；計(jì)算單位質(zhì)量炭纖維的殘余微生物固著率，表征微生物在炭纖維表面的固著強(qiáng)度。本發(fā)明可有效保證固著強(qiáng)度測(cè)試過程中微生物的活性及受力均勻性，可準(zhǔn)確的測(cè)試出纖維狀載體表面微生物固著強(qiáng)度，具有很好的可靠性。
【專利說明】一種炭纖維載體的微生物固著強(qiáng)度的測(cè)試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及炭纖維(CF)生物膜載體材料，特別涉及一種測(cè)試炭纖維載體表面微生物的固著強(qiáng)度的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]生物膜法污水處理技術(shù)作為高效污水處理工藝之一，已被廣泛應(yīng)用于生活污水等有機(jī)污水處理中。該技術(shù)中生物膜載體表面微生物的固著強(qiáng)度是影響載體對(duì)微生物固著能力的關(guān)鍵，直接決定了載體表面生物膜的形成，是生物膜法污水處理工藝能否高效、穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素之一。
[0003]通常情況下，在固著了微生物的載體表面施加流動(dòng)剪切力，并觀察微生物的剝落程度是表征微生物固著力的傳統(tǒng)方法A, Harada H.A novel concept forevaluation of biofilm adhesion strength by applying tensile force and shearforce [J].Water Science and Technology, 1996，34(5):)? CF 雖具有良好的生物相容性，可使微生物在短時(shí)間內(nèi)大量粘附在其表面，相對(duì)于其他生物膜載體而言優(yōu)勢(shì)^MLiInagaki Μ.New Carbons - Control of Structure and Functions [M], Oxford:Elsevier Science, 2--?),但由于炭纖維載體通常為束狀,規(guī)格6k根左右,且纖維表面有溝槽，無法保證在每根炭纖維上施加均勻的流動(dòng)剪切力，故可能導(dǎo)致同一束炭纖維的不同表面上微生物的剝落情況不同，從而影響微生物固著強(qiáng)度的表征精度。[0004]此外，F(xiàn)ang等人曾運(yùn)用原子力顯微鏡(AFM)，通過掃描并測(cè)定探針、細(xì)胞與載體間的相互作用力的方法，表征細(xì)胞的在載體表面的固著力(/?/^漢Chan K, Xu L.Quantification of bacterial adhesion forces using atomic force microscopy [J],Journal of microbiological methods, 2000, 40 (I): 89-97、。但在 AFM 掃面過程中，由于樣品含水量對(duì)檢測(cè)的精準(zhǔn)度會(huì)有較大影響，樣品均需提前進(jìn)行烘干處理，導(dǎo)致細(xì)胞失活，故通過AFM表征的固著力實(shí)為失活細(xì)胞在載體表面的固著強(qiáng)度，并不能有效體現(xiàn)細(xì)胞的實(shí)際固著強(qiáng)度。
[0005]已有不少研究通過對(duì)CF進(jìn)行表面改性改善其微生物親和性，選擇適用于CF載體的微生物固著強(qiáng)度測(cè)試方法，則可較可靠的體現(xiàn)CF對(duì)微生物的固著能力。所以尋找合適的微生物固著強(qiáng)度測(cè)試方法是準(zhǔn)確評(píng)價(jià)CF載體的微生物親和性的主要問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種適用于測(cè)試炭纖維載體表面微生物固著強(qiáng)度的方法，從而準(zhǔn)確評(píng)價(jià)炭纖維載體的微生物固著能力，與微生物親和性。
[0007]本發(fā)明所提供炭纖維載體微生物固著強(qiáng)度測(cè)試方法包括以下步驟:
稱取炭纖維，將其與過量的微生物進(jìn)行固著處理。固著完成后，超聲處理，脫除未固著穩(wěn)定的微生物；然后，洗凈，烘干，再次稱重，比較得炭纖維的重量增加率，即為微生物固著率或殘余微生物固著率。[0008]殘余微生物固著率為單位質(zhì)量炭纖維經(jīng)超聲處理后的殘余微生物固著量。微生物的固著處理方法可以采用現(xiàn)有技術(shù)中任意一種已知的固著方法，均不影響本發(fā)明的測(cè)試方法的進(jìn)行。本發(fā)明采用超聲震動(dòng)處理，超聲震動(dòng)處理具有全方位性，超聲條件下的空化作用可對(duì)水中微生物細(xì)胞壁或細(xì)胞膜間產(chǎn)生強(qiáng)大的水力剪切力，炭纖維載體的各個(gè)方向上都能夠受到的剪切力作用，沒有剪切處理死角，避免了因?yàn)樘幚磉^程中方法因素造成的檢測(cè)結(jié)果之間的誤差。而且在超聲震蕩過程中，所產(chǎn)生的水力剪切力從炭纖維各個(gè)方向上均是相同，具有獨(dú)特的均一性。不會(huì)出現(xiàn)微生物附著在纖維束內(nèi)側(cè)，剪切力度變小，微生物保留時(shí)間增長(zhǎng)的缺陷。檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠，適用于各種纖維狀的微生物載體的測(cè)試分析，具有極高的普適性。
[0009]具體的來說，超聲震動(dòng)處理按以下步驟進(jìn)行:
(1)將未固著微生物的炭纖維載體烘干稱重，質(zhì)量記為W0;將炭纖維進(jìn)行微生物固著處
理；
(2)將已固著微生物的炭纖維載體浸入標(biāo)準(zhǔn)磷酸鹽緩沖液(PBS)，放入輸出功率為20-30W的超聲震蕩器內(nèi)，超聲處理10-20 min ;優(yōu)選的，在在室溫條件下進(jìn)行超聲處理。
[0010](3)將超聲處理后炭纖維載體用無菌蒸餾水緩慢沖洗，并烘干稱重，質(zhì)量記為r;比較得出炭纖維的重量增加率。
[0011]炭纖維的重量增加率a = (W-W0) / W0。
[0012]上述PBS緩沖液能夠平衡固著在CF載體上的微生物自身滲透壓，防止微生物細(xì)胞漲破失活，保證測(cè)試精度。對(duì)于不同的微生物品種，可以考慮使用相應(yīng)的緩沖液，控制微生物的自身滲透壓平衡，達(dá)到相同的效果。將超聲的功率控制在20-30W內(nèi)，可以在保證水力剪切力的大小不對(duì)微生物造成致命的破壞，因?yàn)槲⑸锏募?xì)胞壁結(jié)構(gòu)僅能承受較小的剪切力，一旦剪切力超出了微生物胞壁最大耐受力，細(xì)胞就會(huì)損傷或破裂，使得測(cè)試結(jié)果失準(zhǔn)，測(cè)試的重量增加率不能反應(yīng)出附著微生物的實(shí)際重量。同時(shí)，超聲功率亦不宜過小，過小的超聲功率產(chǎn)生的剪切力太小，無法有效的將未固著微生物除去，嚴(yán)重影響后續(xù)測(cè)試的精度。
[0013]炭纖維上殘余微生物固著率等于炭纖維的重量增加率，即固著率等于a =(W-W0)/ %，其中W0為未固著微生物的CF載體干重，r為已固著微生物的CF載體經(jīng)超聲震動(dòng)處理后的干重。因?yàn)?，微生物的固著?qiáng)度越高，則殘余微生物固著率越大，炭纖維的重量增加也就越大。
[0014]進(jìn)一步，所述炭纖維(CF)載體是指聚丙烯腈炭纖維，或改性的聚丙烯腈炭纖維。優(yōu)選的，所述聚丙烯腈纖維是高強(qiáng)度聚丙烯腈纖維，所述改性的聚丙烯腈纖維是高強(qiáng)度聚丙烯腈纖維?，F(xiàn)有技術(shù)的關(guān)于聚丙烯腈纖維研究較多，聚丙烯腈纖維具有極高的環(huán)境耐候性，做為微生物載體降解緩慢，性質(zhì)穩(wěn)定，尤其是高強(qiáng)度的聚丙烯腈纖維環(huán)境耐候性特點(diǎn)尤為關(guān)出。
[0015]優(yōu)選的，所述改性的高強(qiáng)度聚丙烯腈炭纖維是指經(jīng)過硝酸氧化處理，或次氯酸氧化處理的聚丙烯腈炭纖維。由于聚丙烯腈纖維的結(jié)構(gòu)中的官能團(tuán)與微生物結(jié)合強(qiáng)度相對(duì)較弱，對(duì)聚丙烯腈纖維改性處理后增加活性親水基團(tuán)，微生物與聚丙烯腈纖維載體的親合力增加，所以改性聚丙烯腈纖維在CF載體中更為常見。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明對(duì)固著了微生物的CF載體進(jìn)行超聲震蕩處理，通過殘余微生物固著率的計(jì)算表征微生物的固著強(qiáng)度。該發(fā)明基本保證了固著強(qiáng)度表征過程中CF表面微生物的活性及受力均勻性，是評(píng)價(jià)CF載體的微生物親和性與微生物固著能力的可靠表征方法，可以精確的表征出微米級(jí)纖維束狀載體表面的微生物固著強(qiáng)度，在生物膜法污水處理領(lǐng)域有比較大的發(fā)展前景。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合試驗(yàn)例及【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本
【發(fā)明內(nèi)容】
所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。本發(fā)明中未特別說明的百分比均為重量百分比。所述室溫是指10°C-3(TC。
[0018]下述實(shí)施例中CF樣品的微生物固著方法參照Bao等人的研究Uao V L, Dai GZ.Time-gradi en t Ni trie Acid Modification of CF Bi ofi lm-carri er and SurfaceNature Effects on Microorganism ImmobiIization Behavior in Wastewater [J],Biotechnology & Biotechnological Equipment, 2013，27(4):激丨友-激藝?)，固著微生物過程保持相同條件因素，優(yōu)選微生物的固著用量超過炭纖維的負(fù)載量。標(biāo)準(zhǔn)PBS緩沖液的配制為:氯化鈉8.5 g/L，磷酸氫二鈉2.2 g/L，磷酸二氫鈉0.4 g/L，pH值7.0。
[0019]實(shí)施例1
將高強(qiáng)型聚丙烯腈基炭纖維(PAN-CF，T300)作為CF載體，烘干稱重，質(zhì)量為75 mg； CF載體經(jīng)微生物固著后，浸入標(biāo)準(zhǔn)PBS緩沖液，在室溫條件下放入輸出功率為30 W的超聲震蕩器內(nèi)超聲處理20 min ;將超聲處理后CF載體用無菌蒸餾水緩慢沖洗，并烘干稱重，質(zhì)量為81.9 mg。經(jīng)計(jì)算得該CF載體的殘余微生物固著率值較低，為9.2 %，表明該CF載體的微生物固著強(qiáng)度較差。
[0020]實(shí)施例2
將經(jīng)硝酸氧化改性的高強(qiáng)型聚丙烯腈基炭纖維(PAN-CF，T300)作為CF載體，烘干稱重，質(zhì)量為100 mg ；CF載體經(jīng)微生物固著后，浸入標(biāo)準(zhǔn)PBS緩沖液，在室溫條件下放入輸出功率為30 W的超聲震蕩器內(nèi)超聲處理10 min ;將超聲處理后CF載體用無菌蒸餾水緩慢沖洗，并烘干稱重，質(zhì)量為132 mg。經(jīng)計(jì)算得該CF載體的殘余微生物固著率值較高，為32 %，表明該CF載體的微生物固著強(qiáng)度較好。
[0021] 實(shí)施例3
將經(jīng)次氯酸氧化改性的高強(qiáng)型聚丙烯腈基炭纖維(PAN-CF，T300)作為CF載體，烘干稱重，質(zhì)量為97 mg ;CF載體經(jīng)微生物固著后，浸入標(biāo)準(zhǔn)PBS緩沖液，在室溫條件下放入輸出功率為20 W的超聲震蕩器內(nèi)超聲處理20 min ;將超聲處理后CF載體用無菌蒸餾水緩慢沖洗，并烘干稱重，質(zhì)量為121 mg。經(jīng)計(jì)算得該CF載體的殘余微生物固著率值較高，為24.7 %，表明該CF載體的微生物固著強(qiáng)度較好。
【權(quán)利要求】
1.一種炭纖維載體的微生物固著強(qiáng)度測(cè)試方法，其特征在于， (1)稱取炭纖維，將所述炭纖維進(jìn)行微生物固著處理； (2)將已固著微生物的炭纖維超聲震動(dòng)處理； (3)將炭纖維清洗，烘干，再次稱量炭纖維重量；比較炭纖維的重量的增加率，即為微生物固著強(qiáng)度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于， (1)將未固著微生物的炭纖維載體烘干稱重，質(zhì)量記為W0;將所述炭纖維進(jìn)行微生物固著處理； (2)將已固著微生物的炭纖維載體浸入標(biāo)準(zhǔn)磷酸鹽緩沖液，放入輸出功率為20-30W的超聲震蕩器內(nèi)，超聲處理10-20 min ； (3)將超聲處理后炭纖維載體用無菌蒸餾水緩慢沖洗，并烘干稱重，質(zhì)量記為r;比較炭纖維的重量增加率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于， 炭纖維的重量增加率a = (W-W0) / W0。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述炭纖維載體是指聚丙烯腈炭纖維，或改性的聚丙烯腈炭纖維。
【文檔編號(hào)】G01N5/02GK103940695SQ201410147847
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月14日
【發(fā)明者】戴光澤, 包艷玲 申請(qǐng)人:四川城際軌道交通材料有限責(zé)任公司, 西南交通大學(xué)