奥奈达希瓦氏菌MR-1的Fe(Ⅲ)还原特性及其影响因素

研究奥奈达希瓦氏菌MR-1的Fe(Ⅲ)还原特性,并考察不同电子供体、不同形态Fe(Ⅲ)、溶解氧、pH等对奥奈达希瓦氏菌MR-1还原Fe(Ⅲ)的影响。结果表明,奥奈达希瓦氏菌MR-1对Fe(Ⅲ)有还原能力,以乙酸盐、乳酸盐和丙酮酸盐作为Fe(Ⅲ)还原的唯一电子供体,Fe(Ⅲ)还原率分别达到39.12%、50.89%和44.98%;以FeCl3、Fe(OH)3和柠檬酸铁等不同形态Fe(Ⅲ)为菌株MR-1的唯一电子受体,Fe(Ⅲ)还原率分别达到44.72%、51.54%和10.45%;溶解氧的存在可抑制Fe(Ⅲ)异化还原;菌株MR-1可在pH 5.0～9.0范围内进行Fe(Ⅲ)还原;两种不同的蛋白质变性剂SDS和OGP作用下的Fe(Ⅲ)还原结果表明,菌株MR-1的Fe(Ⅲ)还原功能蛋白主要位于细胞外膜;同时,投加一定量的单宁酸和焦性没食子酸可提高Fe(Ⅲ)还原率,螯合铁的还原率分别达到76.37%和68.73%。

纳米四氧化三铁强化海藻酸钠包埋希瓦氏菌MR-1的甲基橙脱色性能

希瓦氏菌MR-1可有效降解常用偶氮染料甲基橙(MO)等,但采用该方法实现高效深度的降解则需要较长的时间。利用海藻酸钠(SA)包埋希瓦氏菌MR-1和纳米四氧化三铁(Fe_(3)O_(4))对MO脱色处理,探讨了包埋微球SA、SA/Fe_(3)O_(4)、SA/希瓦氏菌MR-1以及SA/希瓦氏菌MR-1/Fe_(3)O_(4)的形态学、流变性以及机械强度等各方面性质,研究发现添加纳米Fe_(3)O_(4)不仅提高了海藻酸钠包埋希瓦氏菌MR-1对MO的脱色效率,而且提高了微球的机械强度,有利于SA/希瓦氏菌MR-1/Fe_(3)O_(4)微球的重复利用。同时研究和比较了包埋微球SA、SA/Fe_(3)O_(4)、SA/希瓦氏菌MR-1以及SA/希瓦氏菌MR-1/Fe_(3)O_(4)对MO脱色过程中MO的降解效率,并分析了4个循环利用过程中MO的脱色效率,结果表明所有循环过程中包埋微球SA/希瓦氏菌MR-1/Fe_(3)O_(4)对MO的脱色效率更高,而包埋微球SA、SA/Fe_(3)O_(4)对MO的脱色均是由于吸附作用造成的。第4个循环过程中,SA/希瓦氏菌MR-1/Fe_(3)O_(4)微球在1.75 h的脱色效率为77.83%,而SA/希瓦氏菌MR-1微球的脱色效率为53.19%。与SA/希瓦氏菌MR-1微球相比,添加了纳米Fe_(3)O_(4)的微球对MO的脱色效率更高,证实了纳米Fe_(3)O_(4)的添加提高了电子传递效率。

聚乙烯醇包埋奥奈达希瓦氏菌MR-1还原U(Ⅵ)

实验用聚乙烯醇包埋奥奈达希瓦氏菌MR-1制备了包埋微球,并用其对U(Ⅵ)进行还原实验。实验结果表明,当p H=7.0,不同聚乙烯醇浓度对包埋微球的成球性、稳定性和传质性均有影响,制备包埋微球的聚乙烯醇的最优浓度为10%;当U(Ⅵ)浓度为15 mg·L^(-1),奥奈达希瓦氏菌投加量为6 m L,且奥奈达希瓦氏菌与聚乙烯醇按1∶2的比例进行包埋后,包埋微球对U(Ⅵ)的去除率最高达96.22%。Cu2+、Mn2+、Ca2+等共存离子对包埋微球还原U(Ⅵ)产生影响,2.0mmol·L^(-1)的Ca2+对包埋微球还原U(Ⅵ)存在微弱的促进作用;2.0 mmol·L^(-1)Cu2+、Mn2+对包埋微球还原U(Ⅵ)存在不同程度的抑制作用,去除率分别仅为8.14%和65.99%。扫描电镜和电子能谱分析结果表明,铀被微球还原沉积在包埋微球中。

希瓦氏菌MR-1影响玻碳表面电沉积Cd的机理

使用循环伏安法和电位阶跃法研究了希瓦氏菌MR-1野生株及其突变株omc A-mtrc对玻碳电极表面电沉积Cd的影响.发现加入希瓦氏菌野生株后:(1)Cd在玻碳电极表面的电沉积峰电位明显负移;(2)当扫描速率较低(20 m V·s-1)且进入第二圈扫描时,Cd的电沉积过程分两步Cd(II)-Cd(I)-Cd进行;(3)通过电位阶跃实验得出Cd(II)扩散到玻碳电极表面的速率变得缓慢;(4)Cd在玻碳电极表面的电沉积过程由连续三维成核转变成瞬时三维成核过程;加入突变株后,Cd(II)扩散到玻碳电极表面的速率更加缓慢,它的电沉积过程为瞬时三维成核过程.扫描电子显微镜的结果也正好证实了该影响机制.

希瓦氏菌协同铁氧化物/蒙脱石复合体对铀酰离子的去除研究

为了降低U(Ⅵ)在水中的溶解性,缩小铀污染的可迁移范围,将蒙脱石改造为铁氧化物/蒙脱石并与希瓦氏菌MR-1(Shewanella oneidensis MR-1)构成联合体系,以实现在厌氧条件下对U(Ⅵ)的生物还原。制备了铁氧化物/蒙脱石复合体并对其形貌结构进行了表征;分析了矿物-微生物联合还原体系中U(Ⅵ),Fe(Ⅱ)含量的变化和矿物-微生物-腐殖酸联合体系中U(Ⅵ),Fe(Ⅱ)含量的变化;讨论了矿物-微生物联合体系对U(Ⅵ)的生物还原过程及还原途径。结果表明:蒙脱石在合成为铁氧化物/蒙脱石后,其层状结构变化不大,但引入了含量不等的Fe,其中纤铁矿中引入的Fe原子含量最高(67.71%);在矿物-微生物联合体系中,纤铁矿/蒙脱石联合希瓦氏菌MR-1体系对U(Ⅵ)的还原能力最高,在铀浓度50 mg·L^(-1)处理组中的还原率为85.8%,Fe(Ⅱ)的含量与U(Ⅵ)浓度呈反比关系,在反应的0~3 h时迅速上升;在矿物-微生物-腐殖酸复合体系中,腐殖酸浓度对还原U(Ⅵ)的影响表现为“完全促进”“低促高抑”和“高促低抑”3种现象,对联合体系中的Fe(Ⅱ)的影响主要分为抑制和促进两种类型。铁氧化物/蒙脱石与希瓦氏菌MR-1构成的联合体系在厌氧条件下能够实现对U(Ⅵ)的生物还原。

基于希瓦氏菌合成的荧光碳点及其用于Fe^(3+)和对硝基苯酚(p-NP)的检测

本文以Shewanella oneidensis MR-1为原料,通过一步水热法合成了荧光碳点(CDs@MR-1)。采用透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(XRD)和荧光光谱(PL)等手段对CDs@MR-1的形貌、结构和组成、表面基团以及光学性能进行了表征。研究结果表明CDs@MR-1尺寸均一,主要由C、N、O、S和P等5种元素组成,表面富含羟基、羧基等含氧官能团,水溶性良好。此外,CDs@MR-1具有优异的光学性能可作为对Fe^(3+)和对硝基苯酚(p-NP)进行快速检测且灵敏的纳米探针。基于静态猝灭和内滤效应,此碳点对Fe^(3+)和p-NP的荧光猝灭效率分别在0—125μmol·L^(−1)(R^(2)=0.998)和0—12.5μmol·L^(−1)(R^(2)=0.998)范围内有良好的线性关系,检出限分别为0.48μmol·L^(−1)和0.25μmol·L^(−1),表明其作为纳米探针检测Fe^(3+)和p-NP的潜在应用前景。

一株奥奈达希瓦氏菌烈性噬菌体的分离、纯化及鉴定

【目的】从环境中分离获得希瓦氏菌烈性噬菌体,并对其性质进行研究。【方法】以4株希瓦氏菌为宿主菌,采用双层平板法从污水样品中分离得到奥奈达希瓦氏菌MR-1烈性噬菌体M1;观察噬菌斑特征;利用超速离心法浓缩M1颗粒,进一步用氯化铯密度梯度离心纯化;采用透射电子显微镜观察纯化的M1颗粒;提取M1核酸,通过核酸酶处理分析其核酸类型及结构;绘制一步生长曲线。【结果】噬菌体M1在双层平板上形成圆形的噬菌斑,清晰透明,边缘光滑,直径为2.3 mm-2.5 mm;经电镜观察,噬菌体M1头部呈二十面体,直径约为55 nm,尾长约为170 nm,尾部可收缩,属于肌尾噬菌体科(Myoviridae);通过酶切分析表明噬菌体M1核酸为线形双链DNA;一步生长曲线显示该噬菌体感染后完成一个复制循环所需要的时间约为15-20 min。【结论】噬菌体M1属肌尾噬菌体科,研究结果为后续研究病毒在地球微生物成岩过程中所起的作用提供了实验材料。