甲烷氧化菌甲烷氧化活性的影響因素和甲醇含量測定方法的研究

【摘要】：論述了甲烷氧化菌的概念、分類和代謝途徑；概括了甲烷單加氧化酶的種類、結(jié)構(gòu)、表達(dá)調(diào)控和作用機(jī)理；描繪了甲烷氧化菌及甲烷單加氧化酶在培養(yǎng)條件、化學(xué)物質(zhì)合成、基因工程、大氣甲烷監(jiān)測和治理等方面的研究前沿；概述了甲烷氧化菌及甲烷單加氧化酶在環(huán)境污染治理、甲烷排放控制、煤礦瓦斯治理和催化生成化工原料等方面的應(yīng)用；提出本文立題的意義和研究內(nèi)容。 搭建實驗裝置,研究了溫度、氮氣、CO2和反應(yīng)體系中氣體成分對裝置測量穩(wěn)定性的影響。實驗結(jié)果表明該裝置可以用于“影響因子對甲烷氧化菌代謝甲烷活性影響的研究”。 以菌株P(guān)seudomonas aeruginosa ME16為研究對象,采用上述實驗裝置,研究了溫度、pH、NaCl濃度、CH4和O2體積比、Cu2+濃度、Pb2+濃度、EDTA濃度和甲醇濃度等因素對ME16甲烷代謝活性的影響。結(jié)果表明：ME16代謝甲烷的最適溫度為30℃；最適pH值為7；最適NaCl濃度為0.5%；當(dāng)CH4和O2體積比為1時,甲烷代謝活性最強(qiáng)；Cu2+或Pb2+在一定濃度范圍抑制ME16靜息細(xì)胞甲烷代謝活性,但是在ME16培養(yǎng)過程中添加Pb2+或Cu2+,可以提高其對ME16甲烷代謝活性的抑制濃度；EDTA只有在較高濃度時對ME16甲烷代謝活性有抑制作用,適量濃度的EDTA可以消除Cu2+或Pb2+對ME16甲烷代謝活性的抑制作用；不同濃度的甲醇對ME16甲烷代謝活性的影響效果不同：低濃度促進(jìn),高濃度抑制。 以固定化菌株Methylobacterium organophilium ME25為識別原件,搭建微生物測量體系用于甲醇含量的測定。該測量體系具有較寬的線性范圍：0.01%～2%,檢出限為3.4×10-4%；對甲醇的響應(yīng)時間大約30 min。并且干擾試驗結(jié)果表明該測量體系可以有效的避免其他醇類物質(zhì)的干擾,對甲醇具有較高的選擇性；該測量體系還具有較好的儲存穩(wěn)定性和重復(fù)性；對實際樣品中的甲醇具有相對較好的靈敏性和選擇性。 【關(guān)鍵詞】：甲烷氧化菌 甲烷 影響因子 甲醇 生物傳感器
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：Q93
【目錄】：

• 中文摘要11-12
• ABSTRACT12-14
• 第一章 文獻(xiàn)綜述14-43
• 1 甲烷氧化菌的特性及分類14-16
• 1.1 甲烷氧化菌的特性14-15
• 1.2 甲烷氧化菌的分類15-16
• 2 甲烷單加氧化酶的種類,結(jié)構(gòu)和調(diào)節(jié)16-20
• 2.1 甲烷單加氧化酶的種類和結(jié)構(gòu)16-18
• 2.2 甲烷單加氧化酶表達(dá)的調(diào)控18-20
• 3 甲烷氧化菌及甲烷單加氧酶的研究前沿20-26
• 3.1 甲烷氧化菌培養(yǎng)條件的優(yōu)化和研究20-21
• 3.2 甲烷氧化菌在甲醇和環(huán)氧丙烷制備方面的研究21-23
• 3.3 甲烷氧化菌在基因工程方面的研究23-25
• 3.4 甲烷氧化菌在生態(tài)學(xué)方面的研究25-26
• 4 甲烷氧化菌及甲烷單加氧酶的應(yīng)用前景26-30
• 4.1 在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用27
• 4.2 在甲烷排放控制中的應(yīng)用27-28
• 4.3 在煤礦瓦斯治理中的應(yīng)用28-29
• 4.4 在催化生產(chǎn)化工原料中的應(yīng)用29-30
• 4.5 在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用30
• 5 論文研究的意義和內(nèi)容30-31
• 參考文獻(xiàn)31-43
• 第二章 影響因子對甲烷氧化菌代謝甲烷活性影響的研究43-59
• 1 材料和方法43-47
• 1.1 菌株和培養(yǎng)基43-44
• 1.2 主要試劑和儀器44
• 1.3 實驗裝置和方法44-45
• 1.4 溫度對甲烷氧化菌代謝甲烷的影響45
• 1.5 pH值對甲烷氧化菌代謝甲烷的影響45
• 1.6 NaCl對甲烷氧化菌代謝甲烷的影響45-46
• 1.7 甲烷氣體和氧氣不同體積比對甲烷氧化菌代謝甲烷的影響46
• 1.8 測量條件的選擇46
• 1.9 Cu~(2+)對甲烷氧化菌代謝甲烷的影響46
• 1.10 Pb~(2+)對甲烷氧化菌代謝甲烷的影響46
• 1.11 EDTA對甲烷氧化菌代謝甲烷的影響46-47
• 1.12 EDTA與銅離子或鉛離子共同作用對甲烷氧化菌代謝甲烷的影響47
• 1.13 CH_3OH對甲烷氧化菌代謝甲烷的影響47
• 2 結(jié)果與分析47-56
• 2.1 溫度對甲烷氧化菌代謝甲烷的影響47-48
• 2.2 pH對甲烷氧化菌代謝甲烷的影響48
• 2.3 NaCl對甲烷氧化菌代謝甲烷的影響48-49
• 2.4 甲烷氣體和氧氣不同體積比對甲烷氧化菌代謝甲烷的影響49-50
• 2.5 測量條件的選擇50
• 2.6 Cu~(2+)對甲烷氧化菌代謝甲烷的影響50-51
• 2.7 Pb~(2+)對甲烷氧化菌代謝甲烷的影響51-53
• 2.8 EDTA對甲烷氧化菌代謝甲烷的影響53
• 2.9 EDTA與Cu~(2+)或Pb~(2+)共同作用對甲烷氧化菌代謝甲烷的影響53-54
• 2.10 不同甲醇濃度對甲烷氧化菌代謝甲烷的影響54-56
• 3 結(jié)論56
• 參考文獻(xiàn)56-59
• 第三章 壓力傳感法測定甲醇含量的研究59-71
• 1 材料方法59-62
• 1.1 菌種59-60
• 1.2 培養(yǎng)基60
• 1.3 主要試劑和儀器60
• 1.4 菌種的擴(kuò)大培養(yǎng)60
• 1.5 固定化細(xì)菌制備60
• 1.6 測量裝置及方法60-61
• 1.7 測量條件的選擇61
• 1.8 響應(yīng)時間的測定61
• 1.9 標(biāo)準(zhǔn)曲線的測定61-62
• 1.10 實際樣品的測定62
• 1.11 回收率的測定62
• 1.12 固定化細(xì)菌的使用壽命實驗62
• 1.13 干擾物濃度的測定62
• 2 結(jié)果與分析62-68
• 2.1 固定化細(xì)菌條件的選擇62-63
• 2.2 測量工作條件的選擇63-64
• 2.3 響應(yīng)時間的測定64-65
• 2.4 甲醇測定的標(biāo)準(zhǔn)曲線65
• 2.5 實際樣品的測定65
• 2.6 回收率的測定65-66
• 2.7 固定化細(xì)菌的使用壽命66
• 2.8 干擾物濃度的測定66-67
• 2.9 本實驗方法與其他文獻(xiàn)方法的比較67-68
• 3 結(jié)論68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 第四章 實驗裝置及其穩(wěn)定性的研究71-76
• 1 材料方法71-72
• 1.1 菌種71
• 1.2 主要試劑和儀器71
• 1.3 實驗裝置和方法71
• 1.4 溫度對檢測穩(wěn)定性的影響71
• 1.5 氮氣對檢測穩(wěn)定性的影響71-72
• 1.6 CO_2吸收劑(NaOH)對CO_2的吸收作用72
• 1.7 不同氣體成分的測定72
• 2 結(jié)果與分析72-74
• 2.1 溫度對檢測穩(wěn)定性的影響72-73
• 2.2 反應(yīng)體系中氮氣對檢測穩(wěn)定性的影響73
• 2.3 CO_2吸收劑(NaOH)對CO_2的吸收73-74
• 2.4 不同氣體成分的測定74
• 3 結(jié)論74-75
• 參考文獻(xiàn)75-76
• 第五章 小結(jié)與展望76-78
• 1 小結(jié)76-77
• 2 展望77-78
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果78-79
• 致謝79-80
• 個人簡況及聯(lián)系方式80-82

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