论文摘要
有机磷农药是农业生产中使用最为广泛的一大类农药,它的大量应用引发了环境污染,进而影响人类健康等一系列问题。当前,解决有机磷农药的环境残留问题,采用有机磷降解菌和水解酶来检测与降解应该是一条较为合适、有效的途径。本文一方面从微生物和酶两个不同的角度探求降解有机磷农药残留的方法,以降低水体和土壤有机磷农药的污染;另一方面初步探索有机磷农药残留的酶法快速检测,为水体环境和蔬菜、水果食品中有机磷农药残留的检测提供有效的分析手段。具体研究内容如下: 为给降解三唑磷残留提供有效的微生物源,从三唑磷生产厂周围的土壤中筛选出了一株能高效降解三唑磷的细菌。经鉴定,此细菌的种属为Klebsiella sp.,在pH=7.0-8.0,温度32-37℃的范围内生长良好;该菌在以三唑磷为唯一碳源或唯一氮源生长的同时实现降解,三唑磷为唯一氮源时的生长和降解速率远高于唯一碳源的情况,实验结果表明,甲醇为外加碳源,三唑磷为唯一氮源是最佳的培养基设计;降解途径的研究表明:降解菌首先将三唑磷水解,然后将其水解产物1—苯基—3—羟基—1,2,4—三唑进一步降解。 除微生物降解之外,本论文从酶降解的角度研究了生物法降解有机磷农药残留。首先,采用（NH4）2SO4分级沉淀、脱盐处理、SephadexG-100凝胶层析的分离纯化流程,从有机磷水解酶粗粉中分离纯化出了高纯度的有机磷水解酶。然后,研究固定化酶降解甲基对硫磷,从不同材料的膜载体固定有机磷水解酶的比较中,发现亲水膜比疏水膜适合作固定化酶载体;在此基础上,将有机磷水解酶固定在聚醚砜微滤膜上,并制成酶膜生物反应器,用于降解甲基对硫磷;戊二醛化学交联法固定时,酶液与10%牛血清白蛋白溶液的比例在3:1～2:1,与交联剂的比例在7:2～7:4范围内,固定化效果较好,并发现牛血清白蛋白和膜载体有降低酶活损失的作用;将固定化的酶膜装于酶膜反应器降解甲基对硫磷,实验结果表明:反应器的降解速率与固定化酶量呈正比,也随底物浓度的增加而加快,当流速低时,降解速率随流速增大而加快,到7ml/min以上时,降解
论文目录
摘要Abstract第一章 绪论§1.1 OPs的结构§1.2 OPs的发展史§1.3 OPs引发的问题§1.4 生物修复法消除有机磷农药污染§1.4.1 微生物法降解OPs§1.4.2 酶法降解OPs§1.4.2.1 OPs降解酶§1.4.2.2 酶固定化方法§1.4.2.3 固定化酶的载体——高分子材料§1.4.3 酶膜生物反应器§1.5 OPs的酶法检测和生物传感器检测技术§1.5.1 识别OPs的酶及识别原理§1.5.1.1 胆碱酯酶和OPs对其酶活的抑制作用§1.5.1.2 OPH和对OPs的水解作用§1.5.2 检测OPs的酶生物传感器§1.6 课题的提出和实验方案§1.6.1 课题的意义§1.6.2 实验方案§1.6.2.1 三唑磷降解菌的筛选及其降解途径研究§1.6.2.2 有机磷水解酶的分离纯化§1.6.2.3 降解OPs的OPH膜反应器§1.6.2.4 OPH游离酶检测甲基对硫磷§1.6.2.5 pH电极型OPH传感器数学模拟第二章 三唑磷降解菌的筛选及其降解途径研究§2.1 前言§2.2 实验部分§2.2.1 实验原料与仪器§2.2.1.1 实验原料§2.2.1.2 实验仪器§2.2.2 TAP降解菌的筛选§2.2.2.1 筛选用培养基§2.2.2.2 筛选过程§2.2.3 菌种鉴定§2.2.3.1 Tris平衡酚法提取菌种基因组DNA§2.2.3.2 基因组DNA的PCR扩增§2.2.3.3 琼脂糖凝胶电泳§2.2.4 降解菌生长条件的确定§2.2.4.1 不同碳源对生长的影响§2.2.4.2 甲醇浓度对降解菌生长的影响§2.2.4.3 pH和温度对降解菌生长的影响§2.2.5 降解菌对TAP的降解§2.2.5.1 降解菌以TAP为不同营养时的降解§2.2.5.2 菌体对不同浓度TAP的降解§2.2.5.3 气相色谱分析§2.2.6 降解菌降解TAP的降解途径§2.2.6.1 降解实验§2.2.6.2 培养液组分分析§2.3 结果与讨论§2.3.1 TAP降解菌的筛选和菌种鉴定§2.3.2 降解菌的生长条件§2.3.2.1 碳源§2.3.2.2 甲醇浓度影响§2.3.2.3 pH和温度影响§2.3.3 降解菌对TAP的降解§2.3.4 降解菌对TAP的降解途径§2.4 小结第三章 有机磷水解酶的分离纯化§3.1 前言§3.2 实验部分§3.2.1 实验原料与仪器§3.2.1.1 实验原料§3.2.1.2 实验仪器§3.2.2 分析方法§3.2.2.1 考马斯亮蓝法测蛋白含量§3.2.2.1.1 考马斯亮蓝试剂配制§3.2.2.1.2 蛋白质含量测定§3.2.2.1.3 BSA标准曲线的绘制§3.2.2.2 SDS-PAGE凝胶电泳§3.2.2.2.1 SDS-PAGE有关试剂配制§3.2.2.2.2 SDS-PAGE电泳§3.2.3 OPH的分离纯化§3.2.3.1 粗酶液制备4）2SO4分级沉淀'>§3.2.3.2 （NH4）2SO4分级沉淀§3.2.3.3 透析脱盐§3.2.3.4 凝胶过滤层析§3.2.3.4.1 MA99—1自动核酸蛋白分离层析仪组装§3.2.3.4.2 装柱、加样和洗脱§3.2.3.5 酶活测定§3.2.3.5.1 酶活测定方法§3.2.3.5.2 对硝基酚标准曲线的绘制§3.2.3.5.3 酶活计算§3.3 结果与讨论§3.3.1 粗酶液SDS-PAGE4）2SO4分级沉淀'>§3.3.2 （NH4）2SO4分级沉淀§3.3.3 凝胶过滤层析§3.3.4 酶活§3.4 小结第四章 降解OPs的OPH膜反应器§4.1 前言§4.2 实验部分§4.2.1 实验原料与仪器§4.2.1.1 实验原料§4.2.1.2 实验仪器§4.2.1.3 酶膜反应器装置§4.2.1.4 不同浓度和不同pH的磷酸缓冲液配制§4.2.2 OPH在高分子微孔滤膜上的固定化§4.2.2.1 微孔膜材料的选择§4.2.2.2 不同固定方法比较§4.2.2.3 交联组分对固定化的影响§4.2.2.3.1 10％BSA溶液的量对固定化影响§4.2.2.3.2 交联剂的量对固定化影响§4.2.2.4 固定化酶膜的酶活损失情况§4.2.2.5 固定化OPH酶活的测定§4.2.3 OPH酶膜降解甲基对硫磷§4.2.3.1 固定化酶量对降解的影响§4.2.3.2 蠕动泵流速对降解的影响§4.2.3.3 原料液的pH对降解的影响§4.2.3.4 酶膜降解甲基对硫磷的效果评价§4.2.3.5 甲基对硫磷浓度对降解的影响§4.2.3.6 固定化酶降解甲基对硫磷的降解曲线§4.3 结果与讨论§4.3.1 OPH在高分子微孔滤膜上的固定化§4.3.1.1 膜材料亲疏水性对固定化的影响§4.3.1.2 不同固定方法比较§4.3.1.3 交联组分对固定化的影响§4.3.1.3.1 10％BSA溶液的量对固定化影响§4.3.1.3.2 交联剂的量对固定化影响§4.3.1.4 固定化酶膜的酶活损失情况§4.3.2 OPH酶膜降解甲基对硫磷§4.3.2.1 固定化酶量对降解的影响§4.3.2.2 蠕动泵流速对降解的影响§4.3.2.3 原料液pH对降解的影响§4.3.2.4 原料液浓度对降解的影响§4.3.2.5 固定化酶降解甲基对硫磷的降解曲线§4.4 小结第五章 游离OPH检测甲基对硫磷§5.1 前言§5.2 实验部分§5.2.1 实验材料与仪器§5.2.2 OPH游离酶的酶活及动力学参数§5.2.2.1 酶活测定§5.2.2.2 OPH的反应动力学参数§5.2.3 游离的OPH检测甲基对硫磷浓度§5.2.3.1 酶反应曲线§5.2.3.2 缓冲液浓度和pH对反应速度的影响§5.2.3.3 酶量对反应速度的影响§5.2.3.4 温度对反应速度的影响§5.2.3.5 OPH检测甲基对硫磷的检测曲线§5.3 结果与讨论§5.3.1 OPH游离酶的酶活及动力学参数§5.3.2 OPH游离酶检测甲基对硫磷浓度§5.3.2.1 酶反应曲线§5.3.2.2 缓冲液浓度和pH对反应速度的影响§5.3.2.3 酶量对反应速度的影响§5.3.2.4 温度对反应速度的影响§5.3.2.5 OPH检测甲基对硫磷的检测曲线§5.4 小结第六章 pH电极型OPH传感器数学模型§6.1 前言§6.2 OPH-pH酶电极模型§6.2.1 OPH-pH酶电极的检测原理§6.2.2 模型推导§6.2.2.1 模型推导中所作的假设§6.2.2.2 检测过程中的反应§6.2.2.3 描述过程的微分方程组§6.2.2.4 微分方程组中各反应速率的表达式§6.2.2.4.1 水解反应RPhH，rZH，rAH'>§6.2.2.4.2 电离反应rPhH，rZH，rAH§6.2.2.5 描述稳态过程的微分方程组及求解§6.2.2.5.1 稳态过程的微分方程组§6.2.2.5.2 稳态过程方程组的简化§6.2.2.5.3 稳态过程方程组的求解§6.3 模型的检验实验§6.4 结果与讨论§6.4.1 模型计算结果与讨论§6.4.2 模型计算结果与实验结果的比较§6.5 小结第七章 总结§7.1 论文小结§7.2 本论文的创新点§7.3 不足与展望附录Ⅰ附录Ⅱ符号说明参考文献博士论文工作期间发表文章和科研成果致谢
相关论文文献
- [1].转基因表达OPH提高番茄果实降解有机磷农药能力的研究[J]. 生物技术通报 2010(12)
- [2].转基因表达有机磷水解酶(OPH)提高黄瓜降解蝇毒磷能力的初步研究[J]. 江苏农业学报 2010(01)
- [3].用Co(naph)_2-Al_2(C_2H_5)_3Cl_3-P(OPh)_3催化体系合成中乙烯基液体聚丁二烯[J]. 高等学校化学学报 2009(10)
标签：有机磷农药残留论文; 菌种筛选论文; 微生物降解论文; 有机磷水解酶论文; 酶固定化论文; 酶膜反应器论文; 游离酶检测论文; 酶生物传感器论文;
