常温等离子体法合成氨的反应途径探讨

依据试验条件和实时连续质谱诊断的氮氢混合气流放电过程中的瞬态成份 ,分析合成氨的反应途径和步骤 ,提出经由瞬态成份 N2 H6

常温等离子体诱变选育醋酸发酵菌株

[目的]选育具有耐温特性的醋酸菌,用于醋酸发酵。[方法]从醋醅中筛选具有较好耐温特性的醋酸菌,并且通过常温等离子体诱变提高该菌株的发酵效率。[结果]从山西老陈醋醋醅中筛选获得一株醋酸菌WL021,经鉴定属于巴氏醋杆菌(Acetobacter pasteurianus),最适发酵温度为35℃。对该菌株进行常温等离子体诱变处理,获得在35℃条件下具有较高醋酸发酵效率的菌株WL021-1。利用15 L自吸式发酵罐,在发酵温度35℃、通气量0.15 vvm、乙醇浓度7%的条件下,巴氏醋杆菌WL021-1平均发酵效率为1.10 g/(L·h),与出发菌株相比终酸浓度和酒精转化率没有显著差异,但发酵周期缩短约7 h,发酵效率提高约10%。[结论]选育获得醋酸发酵菌株巴氏醋杆菌WL021-1,最适发酵温度35℃。该菌株的工业应用有利于降低发酵过程降温成本。

常温常压等离子体诱变选育安普霉素高产菌株

安普霉素作为一种广谱兽用抗生素,对多种革兰氏阴性菌、阳性菌和某些支原体具有较好的抗菌作用。本论文利用常温常压等离子体(ARTP)技术结合抗性筛选方法,对安普霉素产生菌黑暗链霉菌进行诱变选育,以期得到高产菌株。以AP-520为出发菌,进行ARTP诱变处理,ARTP最佳诱变时间是70 s,处理后的菌液在潮霉素平板上进行抗性筛选,单菌落经过48孔板大量筛选后再进行摇瓶初筛和复筛,共进行8轮筛选试验,得到一株高产菌株AP-6023,摇瓶效价达到11444 U·ml-1,较对照提高29%,经过10次传代培养后仍能保持产抗能力,30 L发酵罐效价为10920 U·ml-1,较对照提高23%。突变株AP-6023的获得,大大提高了安普霉素的生产水平,证实了ARTP诱变技术的有效性,试验方法为其它工业微生物的育种提供了解决思路。

大气压常温等离子体对人牙周膜干细胞成骨分化的影响

目的:探究大气压常温等离子体(atmospheric room temperature plasma,ARTP)对人牙周膜干细胞(human periodontal ligament stem cells,hPDLSCs)成骨分化的影响。方法:原代培养人牙周膜细胞,采用免疫磁珠法从中分选出hPDLSCs,通过成骨和成脂诱导培养检测其分化潜能;利用不同时长ARTP处理hPDLSCs,行成骨诱导培养,测定细胞碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)活性,茜素红染色(alizarin red staining,ARS)及半定量分析法观察细胞矿化结节形成状况,RT-qPCR测定细胞成骨相关基因的表达状况,测定细胞内活性氧粒子(reactive oxygen species,ROS)含量变化。结果:采用免疫磁珠法分选出的hPDLSCs呈长梭形、多角形,表现出良好的成骨和成脂分化潜能;ARTP处理时长1 min可提高hPDLSCs的ALP活性,增加细胞内矿化结节形成量;能够提升hPDLSCs成骨相关基因ALP、COL-I、RUNX2的表达水平;ARTP提高了hPDLSCs胞内ROS水平。结论:特定处理时长的ARTP能够促进hPDLSCs成骨分化,ROS可能在该过程发挥作用。ARTP有望成为颌面骨再生治疗的潜在方法之一。

常温大气压等离子体对番茄种带细菌的灭菌效果

为了明确常温大气压等离子体(atmospheric pressure room-temperature plasma,APRTP)在番茄种子消毒中的应用效果,以‘中杂302’种子为材料,采用平板培养计数和16S rRNA拷贝数分析法,测定了APRTP处理对种子表面和内部细菌的灭菌效果。结果表明,APRTP处理对种带细菌的灭菌效果显著,在5～30 min处理时间内,灭菌率随处理时间延长逐渐升高,处理25 min对种子表面和内部细菌的灭菌率达99%以上;番茄种子接种细菌性溃疡病致病菌—密执安棒杆菌密执安亚种(Cmm)后,采用APRTP处理25 min可有效杀灭99.84%的种带Cmm菌;种子活力检测表明,APRTP处理可提高番茄种子活力,加快种子萌发速率,APRTP处理过的种子播种后,对幼苗早期生长不会造成伤害。综上,APRTP处理可显著杀灭番茄种带细菌,提高种子活力、促进种子萌发,是一种安全、高效的番茄种子处理方法。

常温常压等离子体诱变选育高产L-异亮氨酸谷氨酸棒杆菌

以谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)23798为原始菌株,对其进行常温常压等离子体(ARTP)诱变,以磺胺胍抗性和氨基酸与茚三酮特异显色为筛选标记,以期得到高产L-异亮氨酸的诱变谷氨酸棒杆菌,并对其遗传稳定性进行研究。结果表明,原始菌株23798经过ARTP诱变处理180s后,经0.4mg/mL磺胺胍抗性筛选、多孔板高通量筛选、发酵培养复筛,选育出一株高产L-异亮氨酸诱变谷氨酸棒杆菌(Corynebacterium glutamicum)B1。该菌株在摇瓶中发酵培养48h,L-异亮氨酸产量达18.5g/L,比原始菌株提高62.03%,且遗传性状稳定。

乳酸克鲁维酵母常温常压等离子体诱变选育及其突变株整细胞催化特性

采用常温常压等离子体(ARTP)诱变方法,以耐20 g/L的苯乙酮毒性和酮基还原酶酶活作为筛选标记,对乳酸克鲁维酵母(Kluyveromyces lactis)进行选育,得到酮基还原酶酶活2.72 U/m L的突变菌株KL5,并研究了该菌株在不同碳源、氮源中的生长特性及对底物苯乙酮转化能力。结果表明,蔗糖、酵母浸粉分别是突变株的最佳碳源和氮源;在一次添加苯乙酮20 g/L底物,蔗糖22.0 g/L,酵母浸粉10.0 g/L,磷酸二氢钾3.0 g/L,七水合硫酸镁1 g/L的催化条件下,28℃、200 r/min转化48 h,诱变菌株KL5对苯乙酮转化率可达到91.8%,比出发菌株提高2.5倍。该菌株具有广阔的生物催化应用前景。

等离子体诱变凝结芽孢杆菌提高木糖利用能力高产L-乳酸

为进一步提高凝结芽孢杆菌发酵木糖生产L-乳酸的产量和转化率,以实验室保存的一株能利用木糖产L-乳酸的野生型凝结芽孢杆菌菌株NL01为出发菌株,通过等离子体诱变育种技术和平板菌落初筛、摇瓶复筛,最终得到一株木糖耐受力强、L-乳酸产量高、遗传特性稳定的正向突变菌株NL-CC-17。该突变菌株是目前已报道的木糖耐受力最高的菌株。当以100 g/L的木糖为底物,50℃发酵72 h后,L-乳酸产量达到82.30 g/L,糖酸转化率为92.37%,L-乳酸产量较出发菌株提高21.51%,糖酸转化率提高了16.00%。通过初步优化发酵条件,确定该菌株最佳发酵温度为50℃,实验范围内最佳发酵pH值为5.5。

等离子体-紫外复合诱变选育四羟基环孢菌素衍生物高产菌株

筛选可体内转化合成环孢菌素衍生物([γ-HyMeLeu4]CyA)的高产菌株。以稀有放线菌Nonomuraea dietziae为出发菌株,采用常温常压等离子体射流和紫外照射对其进行复合物理诱变。通过该诱变方法获得了具有稳定遗传性能的菌株,其转化效率比出发菌株提高了32%左右。结果表明,等离子体诱变可有效的用于该稀有放线菌,通过等离子体-紫外复合诱变筛选得到的突变菌株可用于工业生产。

等离子体接枝丙烯酸改性聚丙烯腈导电纳米纤维纱线的制备

为提高聚吡咯在聚丙烯腈纳米纤维纱线表面的粘附牢度,增加纳米纤维纱线表面的亲水性,采用常温常压等离子体技术对聚丙烯腈纳米纤维纱线表面进行丙烯酸接枝改性处理,再通过原位聚合法制备聚吡咯导电纳米纤维纱线;探讨了等离子体接枝改性的最佳处理次数和接枝时间,研究了吡咯单体浓度、氧化剂用量、掺杂剂浓度和反应时间等对聚丙烯腈纳米纤维纱线导电性的影响。结果表明:当等离子体处理功率为100 W,接枝时间为4 h,接枝2次时,聚丙烯腈纳米纤维纱线的吸水率由未处理时的227.21%提升至350.31%,纱线的质量增加率可达90%;在吡咯浓度为0.6 mol/L,三氯化铁浓度为0.8 mol/L,盐酸浓度为0.6 mol/L,0℃条件下反应4 h时,聚丙烯腈纳米纤维纱线的电导率提高到4.589 S/cm。

等离子体预处理对聚吡咯/涤纶经编导电织物结构和性能的影响

为改善导电高聚物在涤纶经编针织物上的附着效果,采用常温常压等离子体预处理方法对涤纶织物进行表面改性处理,并通过原位聚合法制备了聚吡咯/涤纶导电针织物,研究了等离子体预处理对聚吡咯在涤纶针织物上附着效果的影响,借助扫描电子显微镜和电阻仪分析了导电织物的微观形貌以及平磨前后方阻值的变化。结果表明:等离子体预处理方法可增加聚吡咯在涤纶上的附着量,改善聚吡咯在涤纶上的附着牢度,提高导电织物导电层在平磨过程中的保持程度,且附着量与等离子体预处理次数存在相关性:当等离子体预处理次数为4时,聚吡咯在涤纶针织物上的附着效果最佳。

等离子体作用结合氧限制模型选育辅酶Q_(10)高产菌株

将常温常压等离子体(Atmospheric and Room Temperature Plasma,ARTP)诱变和无水亚硫酸钠构建的氧限制筛选模型相结合,通过适合辅酶Q_(10)生产菌株的24孔板高通量快速培养技术,选育了类球红细菌Rhodobacter sphaeroides耐氧限的高性能突变株。实验结果表明:该菌株诱变筛选最合适的ARTP诱变时间为25 s,氧限制平板上无水亚硫酸钠的最佳质量浓度为0.4 g/L,24孔板上该菌氧传递的最优装液量为2.0 mL、发酵周期为48 h,在上述条件下,最终选育出了氧限制条件下辅酶Q10合成效率高的突变菌株R.sphaeroides F5D13。在5 L发酵罐分批培养过程中,该高产菌株表现出了较强的氧亲和力,单位菌体的合成效率比出发菌株提升了18%。

等离子体诱变菌浸出及石煤的空白焙烧相结合提高石煤中钒浸出效果（英文）

为了提高石煤中钒的浸出效率,采用空白焙烧及微生物浸出相结合的方法,以胶质芽孢杆菌为原始菌,采用等离子体技术对其进行诱变处理。结果表明,培养2天后,照射时间为50s时所得诱变菌B.mucilaginosus BM-50代谢产生的总有机酸含量较原始菌株提高近1倍。含钒石煤浸出20天时,诱变菌B. mucilaginosus BM-50的钒浸出率达到18.2%,相比原始菌的钒浸出率(15.3%)有所提高。空白焙烧预处理可以进一步提高钒浸出效率,浸出20天时,诱变菌B. mucilaginosus BM-50的钒浸出率为68.3%,较未预处理的诱变菌浸出体系的钒浸出率大大提高。研究表明,采用等离子体诱变菌浸出与空白焙烧相结合的方法具有提高低品位石煤钒回收率的巨大潜力。

利用等离子诱变技术改造纤维素酶生产丝状真菌工业菌株

为了降低纤维素乙醇工业中的用酶成本,必须改良纤维素酶生产菌株,提高丝状真菌的纤维素酶生产效率。我们首先对草酸青霉的工业菌株进行紫外线诱变,通过纤维素双层平板初筛和摇瓶复筛,获得了纤维素降解能力有一定的提高的草酸青霉,随后再对紫外线诱变过的菌株进行等离子诱变,摇瓶培养,依据胞外蛋白浓度进行初筛,继续摇瓶复筛,得到了一株较为理想的变异菌株PQ-5,滤纸酶活(FPA)较出发株提高28.2%。这是第一次报道采用常压室温等离子体(ARTP)诱变技术可有效提高草酸青霉纤维素酶生产能力。

影响介质阻挡放电的因素

针对影响介质阻挡放电的因素较多,理论还不完全成熟的现状,通过试验研究了影响介质阻挡放电的部分因素,如施加电压的幅值、极板间气隙的间距、不同介电常数的阻挡介质、不同厚度的同一种介质、网眼大小不同的丝网、不同结构形式的极板结构。试验发现电极结构以及阻挡介质的材料对放电影响较大,采用针板电极及电阻率高的阻挡介质容易形成稳定的放电。该研究可供下一步进行其它影响因素的试验和理论研究及应用参考。

基于深孔板培养高通量筛选rakicidin B1高产菌的研究

目的获得rakicidin B1的高产突变菌株。方法建立深孔板发酵rakicidin B1的方法,结合常压室温等离子体技术(ARTP)及核糖体工程对rakicidin B1的产生菌进行高通量诱变选育。结果获得一株高产突变菌株R36-27,其摇瓶发酵产量达到490mg/L左右,较出发菌株提高了237.9%;经遗传稳定性考察验证了该菌株稳定性较好。结论采用ARTP为诱变源,以庆大霉素抗性为选择压力,结合深孔板高通量筛选,可以快速有效地获得高产菌株。

达托霉素产生菌前体物耐受选育及其流加补料发酵

目的通过对达托霉素产生菌进行诱变选育,以及前体物补料发酵方式提高达托霉素的产量。方法采用常压室温等离子体(atmospheric and room temperature plasma,ARTP)技术对玫瑰孢链霉菌进行诱变,以癸酸铵和甘氨酸耐受作为选择压力进行菌株筛选,在摇瓶和100L发酵罐上进行癸酸铵流加补料试验确定最佳的发酵工艺。结果经诱变选育获得1株突变株FIM-D1568摇瓶效价达到380mg/L,发酵单位较出发菌株提高了35.7%;通过优化100L发酵罐流加补料癸酸铵溶液工艺,使达托霉素发酵效价达到2276mg/L。结论以ARTP为诱变源,甘氨酸及癸酸铵耐受性为选择性压力,可以快速筛选获得达托霉素高产菌;高产突变菌株在流加补料发酵工艺上优良性状得以发挥,发酵效价大幅提高。

一株多环芳烃降解菌的筛选及复合诱变

随着化石燃料的广泛应用,多环芳烃污染问题日渐突显。为采用生物法处理多环芳烃污染、提高野生型菌种的降解能力,从北京某石化公司长期受石油污染的场地分离纯化出一株菲的高效降解菌,经鉴定为嗜麦芽寡养单胞菌,绘制了菌种进化树。利用氮离子诱变及常温等离子体复合诱变方法得到一株遗传稳定的高效降解菌株并对100 mg/L的菲进行降解处理,3 d后菲的降解率约为64%,5 d后基本完全降解。

ARTP-DES复合诱变选育高产纤维素酶突变菌株

为选育高产纤维素酶菌株,试验以拟康氏木霉菌株采用常温常压等离子体(ARTP)与硫酸二乙酯(DES)复合理化诱变,确定复合诱变条件为ARTP照射时间110 s,DES浓度为0.8%。采用刚果红染色法初筛突变菌株,得到19株突变株的透明圈与菌落直径的比值大于出发菌株。测定19株突变株纤维素酶活,获得一株纤维素酶活性较大的菌株AD-55,其滤纸酶活性、外切酶活性、内切酶活性分别为2.16、7.04、3.98 IU/mL。通过单因素与正交试验优化产酶培养基条件,得到最佳产酶培养条件为微晶纤维素1.25%、玉米浆粉1.20%、(NH_(4))_(2)SO_(4)0.20%。在此条件下,菌株AD-55的滤纸酶、外切酶、内切酶活性分别为2.89、8.82、5.10 IU/mL。菌株AD-55遗传较为稳定。

利用木糖高产乙醇酵母菌的ARTP诱变选育

为了提高酵母菌利用木糖发酵产乙醇的能力,将分离得到的野生菌株异常威克汉姆酵母A42通过常温常压等离子体(ARTP)技术进行诱变处理,从中选育具有优良性能的高产乙醇突变菌株。结果表明:诱变处理时间120 s为最佳诱变条件,在该条件下对A42进行诱变,此时致死率达到97.53%。对该条件下ARTP诱变后的菌株进行两轮的筛选得到突变菌株A42-338,发酵60 h乙醇含量为20.78 g/L,其乙醇产量较出发菌株提高了42.59%,且传代8次各代乙醇产量变化率不超过2.50%。将异常威克汉姆酵母A42-338在油茶籽壳发酵培养基中发酵60 h乙醇含量为19.88 g/L,还原糖残糖含量为9.06 g/L,其中木糖残糖含量为1.79 g/L,葡萄糖残糖含量为7.27 g/L,木糖利用率为84.61%,葡萄糖利用率为81.05%,糖转化率为0.40 g乙醇/g糖。因此,ARTP诱变是一种高效可行的酵母菌育种方法。