抑菌作用及污染物生物修复、检测的电分析技术研究

论文摘要

压电体声波传感技术因具有灵敏度高、响应谱广、易于实现数字化、结构简单和成本低廉等独特优点而被广泛应用于分析化学、生物化学、环境监测、生命科学及分子生物学等众多领域。电化学方法,尤其是伏安法,由于具有使用费用低、易于操作、选择性良好、灵敏度高等优点,已广泛用于环境监测分析。本文利用电分析技术对溶液中物质高灵敏度的响应,对环境中有毒物质的微生物治理和检测展开了以下几个方面的研究:1.采用串连式压电传感技术监测了铜绿假单胞菌(P. aeruginosa)的生长情况,并首次将其结合高效液相色谱测定乐果浓度,研究了铜绿假单胞菌降解乐果的动力学过程,并建立了一个反映微生物降解农药的动力学模型。2.基于铜绿假单胞菌以葡萄糖作为生长碳源,能还原六价铬的特性,考察了中性环境中柠檬酸根存在条件下,铜绿假单胞菌与柠檬酸共同还原六价铬的动力学情况。3.根据动态电阻与溶液粘密度的关系,采用压电阻抗声波技术考察了乳链球菌素Nisin对金黄色葡萄球菌的抑制动力学过程,通过考察Nisin用量与生长动力学参数(A、μm和λ)之间的关系,建立了一个反映Nisin抑制金黄色葡萄球菌的阻抗响应模型,并通过Nisin浓度与最大阻抗响应值之间的关系,对未知样品Nisin的效价进行了测定。4.根据乐果在碱性环境中水解生成巯基化合物的原理,利用纳米金放大电化学信号,用金电极在KOH溶液中直接测定了乐果。电化学沉积法用于在电极表面制备颗粒小且分布均匀的纳米金来提高响应的灵敏度,循环伏安法和电化学交流阻抗法表征了该修饰电极的电化学行为。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 微生物在环境方面的应用
• 1.1.1 微生物对污染环境的废弃物的生物处理
• 1.1.2 微生物对环境污染物的生物修复
• 1.1.3 微生物应用于工农业生产的研究
• 1.2 电化学方法测定微生物的研究进展
• 1.2.1 阻抗法与电导法
• 1.2.2 伏安法
• 1.2.3 电位电流分析法
• 1.3 压电生物传感器的发展历程和最新进展
• 1.3.1 压电气相传感及应用
• 1.3.2 压电液相传感及应用
• 1.3.3 压电生物传感
• 1.3.3.1 压电免疫传感器的应用
• 1.3.3.2 压电生物传感器用于基因检测
• 1.3.3.3 压电传感器应用于细胞和微生物研究
• 1.3.3.4 压电生物传感器和纳米胶体金颗粒制备技术联用
• 1.4 农药的应用现状
• 1.4.1 有机磷农药的降解研究
• 1.4.2 农药分析方法的研究
• 1.5 本文构思
• 第2章 串联式压电体声波传感器与液相色谱联用技术研究乐果的微生物降解动力学过程
• 2.1 前言
• 2.2 压电阻抗技术的响应原理
• 2.3 实验部分
• 2.3.1 试剂与细菌培养
• 2.3.2 材料和仪器
• 2.3.3 实验方法
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 不同培养基下细菌的生长曲线
• 2.4.2 不同乐果浓度对细菌生长的影响
• 2.4.3 典型的乐果降解曲线
• 2.4.4 细菌生长过程中动力学参数的估计及乐果降解模型的建立
• 2.5 小结
• 第3章 铜绿假单胞菌和柠檬酸根共同作用下Cr（VI）降解的研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试剂与细菌培养
• 3.2.2 六价铬溶液的准备及测定
• 3.2.3 实验方法
• 3.3 结果和讨论
• 3.3.1 Cr（VI）在不同条件下的还原情况
• 3.3.2 葡萄糖浓度对Cr（VI）还原的影响
• 3.3.3 不同葡萄糖浓度对细菌生长的影响
• 3.3.4 铬离子初始浓度对铬还原率的影响
• 2+对铬还原的影响'>3.3.5 不同浓度柠檬酸钠、Mn²⁺对铬还原的影响
• 3.4 小结
• 第4章 压电阻抗分析技术用于乳酸链球菌素（Nisin）抑制金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）生长的研究及其效价的测定
• 4.1 前言
• 4.2 压电阻抗技术的响应原理
• 4.3 实验部分
• 4.3.1 试剂与溶液
• 4.3.2 材料和仪器
• 4.3.3 实验方法
• 4.4 结果与讨论
• 4.4.1 细菌正常生长及乳酸链球菌素存在情况的阻抗响应
• 4.4.2 乳酸链球菌素浓度对细菌生长的影响
• 4.4.3 细菌生长动力学及参数估计
• 4.4.4 阻抗技术用于乳酸链球菌素抑菌效价分析
• 第5章 农药乐果的电化学性质及快速测定
• 5.1 前言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 试剂与仪器
• 5.2.2 纳米金修饰电极的制备
• 5.2.2.1 电极预处理及活化
• 5.2.2.2 纳米金在电极上的沉积
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 修饰电极的电化学表征
• 5.3.2 农药乐果的伏安特性
• 5.3.3 检测条件优化
• 5.3.4 乐果的标准曲线和检测限
• 5.4 小结
• 结论
• 参考文献
• 附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录
• 致谢