水环境生物污染的分子生物学检测及其修复的初步研究

论文摘要

水体被污染主要有化学性,物理性和生物性三大类。目前,国内有关水环境生物性污染的报道较少。珠江在全国七大流域中是水质较好的流域之一,但局部水环境污染依然相当严重,主要集中在珠江三角洲地区。本研究以珠江广州河段的生物学污染为主要研究对象,综合运用生物学,化学,环境科学,电化学和分子生物学等多门学科的有关理论,研究方法和检测手段,对水体生物污染的检测和修复进行了初步探讨和研究,主要取得了以下几方面的成果或认识:运用固相合成法合成二茂铁肽-DNA的共轭化合物;制备出以二茂铁肽为基础的电化学生物传感器,并对其形貌和非特征性吸收做了研究;实现了运用二茂铁肽电化学生物传感器来检测水环境中的有害细菌或病毒;研究了制备酸性电解水时进水速度,食盐浓度和温度等不同实验条件对氧化还原电位的影响;也研究了酸性电解水在半密封和半密封保存时pH值、氧化还原电位、有效氯、电导率和溶解氧等性质的变化情况,在此基础上揭示了酸性电解水形成高氧化还原电位的原因;以大肠杆菌为研究对象研究了酸性电解水的高氧化还原电位灭菌的机理;为水环境的生物污染修复做了初步模拟性探讨,发现生物性污染的水样通过电解可以灭活细菌或病毒,并且,不会影响水体其他理化性质。 本研究成果不仅实现了运用现代分子诊断技术方便而有效地检测水环境的生物污染,而且对水环境的生物污染修复有一定的指导意义。相对于常规的检测手段和修复方法,本研究都进行了新的尝试。

论文目录

• 1. 前言
• 1.1 水环境污染源和污染物
• 1.1.1 水环境污染源
• 1.1.2 水环境污染物
• 1.2 水环境生物污染的种类和控制
• 1.2.1 水环境生物污染的种类
• 1.2.2 水环境生物污染源
• 1.2.3 水环境生物污染的传统检测
• 1.3 分子生物学诊断技术在水环境中的应用
• 1.3.1 聚合酶链反应
• 1.3.2 核酸分子杂交技术
• 1.3.3 DNA分子克隆技术
• 1.3.4 DNA系列测定
• 1.3.5 DNA芯片技术
• 1.3.6 单细胞凝胶电泳技术
• 1.3.7 分子生物学检测水环境生物污染
• 1.4 生物传感器介绍
• 1.4.1 生物传感器的结构与原理
• 1.4.2 生物功能物质与分子识别
• 1.4.3 生物功能物质的固定化
• 1.5 水环境生物污染国内外研究现状以及存在的问题
• 1.5.1 国外研究现状
• 1.5.2 国内研究现状
• 1.5.3 存在的问题
• 1.6 主要研究内容
• 1.6.1 合成二茂铁肽
• 1.6.2 合成生物传感器探针
• 1.6.3 运用生物传感器检测 DNA系列
• 1.6.4 检测沙门氏菌和痢疾杆菌
• 1.6.5 水环境生物污染的修复
• 1.7 研究技术路线和研究工作量
• 1.8 本研究的创新与特色
• 2. 水环境生物污染的检测
• 2.1 合成二茂铁肽
• 2.2 二茂铁肽的性质
• 2.3 二茂铁肽电化学生物传感器制备
• 2.3.1 金电极的制备
• 2.3 2 合成肽-DNA共轭物
• 2.3.3 成肽-DNA共轭物硫醇
• 2.3.4固定化探针
• 2.4 运用生物传感器检测生物污染的水环境
• 2.4.1 互补的 DNA杂交
• 2.4.2 杂交温度
• 2.4.3 杂交时间
• 2.5 生物传感器的检测性质
• 2.5.1 检测灵敏度
• 2.5.2 检测的选择性
• 2.5.3 稳定性
• 2.5.4 检测沙门氏菌和痢疾杆菌
• 3. 生物污染的水环境的修复
• 3.1 酸性电解水
• 3.2 高氧化还原电位酸性电解水产生
• 3.2.1 三因素五水平研究酸性电解水的 ORP
• 3.2.2 酸性电解水保存实验
• 3.2.3 酸性电解水 ORP的形成机理
• 3.2.4 酸性电解水 ORP的灭菌机理
• 3.3 模拟修复生物污染的水环境
• 3.3.1 配置菌液的水修复
• 3.3.2 DNA测定
• 3.3.3 现场生物污染的水的修复
• 4. 主要成果和认识
• 致谢
• 参考文献
• 发表的论文
• 声明