国产自产21区,亚洲97,免费毛片网,国产啪视频,青青青国产在线观看,国产毛片一区二区三区精品

一種炭纖維載體的微生物固著強度的測試方法
【專利摘要】本發明涉及一種炭纖維載體表面所固著微生物的固著強度的測試方法。本發明的炭纖維載體的微生物固著強度測試方法，包括以下步驟，（1）稱取炭纖維，將所述炭纖維與微生物進行固著處理；（2）將已固著微生物的炭纖維超聲震動處理；（3）將炭纖維清洗，烘干，再次稱量炭纖維重量；計算單位質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度。本發明可有效保證固著強度測試過程中微生物的活性及受力均勻性，可準確的測試出纖維狀載體表面微生物固著強度，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度的測試方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及炭纖維(CF)生物膜載體材料，特別涉及一種測試炭纖維載體表面微生物的固著強度的方法。
【背景技術】
[0002]生物膜法污水處理技術作為高效污水處理工藝之一，已被廣泛應用于生活污水等有機污水處理中。該技術中生物膜載體表面微生物的固著強度是影響載體對微生物固著能力的關鍵，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、穩定運行的主要因素之一。
[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，可使微生物在短時間內大量粘附在其表面，相對于其他生物膜載體而言優勢^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剪切力，故可能導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度的表征精度。[0004]此外，Fang等人曾運用原子力顯微鏡(AFM)，通過掃描并測定探針、細胞與載體間的相互作用力的方法，表征細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，由于樣品含水量對檢測的精準度會有較大影響，樣品均需提前進行烘干處理，導致細胞失活，故通過AFM表征的固著力實為失活細胞在載體表面的固著強度，并不能有效體現細胞的實際固著強度。
[0005]已有不少研究通過對CF進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度測試方法，則可較可靠的體現CF對微生物的固著能力。所以尋找合適的微生物固著強度測試方法是準確評價CF載體的微生物親和性的主要問題。

【發明內容】

[0006]本發明的目的是提供一種適用于測試炭纖維載體表面微生物固著強度的方法，從而準確評價炭纖維載體的微生物固著能力，與微生物親和性。
[0007]本發明所提供炭纖維載體微生物固著強度測試方法包括以下步驟:
稱取炭纖維，將其與過量的微生物進行固著處理。固著完成后，超聲處理，脫除未固著穩定的微生物；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量炭纖維經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有技術中任意一種已知的固著方法，均不影響本發明的測試方法的進行。本發明采用超聲震動處理，超聲震動處理具有全方位性，超聲條件下的空化作用可對水中微生物細胞壁或細胞膜間產生強大的水力剪切力，炭纖維載體的各個方向上都能夠受到的剪切力作用，沒有剪切處理死角，避免了因為處理過程中方法因素造成的檢測結果之間的誤差。而且在超聲震蕩過程中，所產生的水力剪切力從炭纖維各個方向上均是相同，具有獨特的均一性。不會出現微生物附著在纖維束內側，剪切力度變小，微生物保留時間增長的缺陷。檢測結果準確可靠，適用于各種纖維狀的微生物載體的測試分析，具有極高的普適性。
[0009]具體的來說，超聲震動處理按以下步驟進行:
(1)將未固著微生物的炭纖維載體烘干稱重，質量記為W0;將炭纖維進行微生物固著處
理；
(2)將已固著微生物的炭纖維載體浸入標準磷酸鹽緩沖液(PBS)，放入輸出功率為20-30W的超聲震蕩器內，超聲處理10-20 min ;優選的，在在室溫條件下進行超聲處理。
[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，防止微生物細胞漲破失活，保證測試精度。對于不同的微生物品種，可以考慮使用相應的緩沖液，控制微生物的自身滲透壓平衡，達到相同的效果。將超聲的功率控制在20-30W內，可以在保證水力剪切力的大小不對微生物造成致命的破壞，因為微生物的細胞壁結構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，細胞就會損傷或破裂，使得測試結果失準，測試的重量增加率不能反應出附著微生物的實際重量。同時，超聲功率亦不宜過小，過小的超聲功率產生的剪切力太小，無法有效的將未固著微生物除去，嚴重影響后續測試的精度。
[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載體經超聲震動處理后的干重。因為，微生物的固著強度越高，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。優選的，所述聚丙烯腈纖維是高強度聚丙烯腈纖維，所述改性的聚丙烯腈纖維是高強度聚丙烯腈纖維。現有技術的關于聚丙烯腈纖維研究較多，聚丙烯腈纖維具有極高的環境耐候性，做為微生物載體降解緩慢，性質穩定，尤其是高強度的聚丙烯腈纖維環境耐候性特點尤為關出。
[0015]優選的，所述改性的高強度聚丙烯腈炭纖維是指經過硝酸氧化處理，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構中的官能團與微生物結合強度相對較弱，對聚丙烯腈纖維改性處理后增加活性親水基團，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]與現有技術相比，本發明的有益效果:本發明對固著了微生物的CF載體進行超聲震蕩處理，通過殘余微生物固著率的計算表征微生物的固著強度。該發明基本保證了固著強度表征過程中CF表面微生物的活性及受力均勻性，是評價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纖維束狀載體表面的微生物固著強度，在生物膜法污水處理領域有比較大的發展前景。
【具體實施方式】
[0017]下面結合試驗例及【具體實施方式】對本發明作進一步的詳細描述。但不應將此理解為本發明上述主題的范圍僅限于以下的實施例，凡基于本
【發明內容】
所實現的技術均屬于本發明的范圍。本發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，優選微生物的固著用量超過炭纖維的負載量。標準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]實施例1
將高強型聚丙烯腈基炭纖維(PAN-CF，T300)作為CF載體，烘干稱重，質量為75 mg； CF載體經微生物固著后，浸入標準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，質量為81.9 mg。經計算得該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度較差。
[0020]實施例2
將經硝酸氧化改性的高強型聚丙烯腈基炭纖維(PAN-CF，T300)作為CF載體，烘干稱重，質量為100 mg ；CF載體經微生物固著后，浸入標準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，質量為132 mg。經計算得該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度較好。
[0021] 實施例3
將經次氯酸氧化改性的高強型聚丙烯腈基炭纖維(PAN-CF，T300)作為CF載體，烘干稱重，質量為97 mg ;CF載體經微生物固著后，浸入標準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，質量為121 mg。經計算得該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度較好。
【權利要求】
1.一種炭纖維載體的微生物固著強度測試方法，其特征在于， (1)稱取炭纖維，將所述炭纖維進行微生物固著處理； (2)將已固著微生物的炭纖維超聲震動處理； (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，即為微生物固著強度。
2.根據權利要求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，質量記為W0;將所述炭纖維進行微生物固著處理； (2)將已固著微生物的炭纖維載體浸入標準磷酸鹽緩沖液，放入輸出功率為20-30W的超聲震蕩器內，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，質量記為r;比較炭纖維的重量增加率。
3.根據權利要求2所述方法，其特征在于， 炭纖維的重量增加率a = (W-W0) / W0。
4.根據權利要求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】G01N5/02GK103940695SQ201410147847
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月14日 優先權日:2014年4月14日
【發明者】戴光澤, 包艷玲 申請人:四川城際軌道交通材料有限責任公司, 西南交通大學