导读:本文包含了磁小体形成论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:趋磁细菌,磁小体,宏基因组学,基因
磁小体形成论文文献综述
刘新星,云慧,谢建平,霍转转,武海艳[1]（2013）在《磁小体形成过程相关基因和蛋白的研究进展》一文中研究指出趋磁细菌胞内的磁小体为一类由生物膜包被的纳米级磁性颗粒,其生物兼容性、分散性良好等特性使其在分子生物学、免疫学、医学、信息存储、环境重金属处理及地质学等多方面具有潜在的应用价值与理论意义。由于磁小体的形成与成链机制还不够明确,目前相关的研究主要集中在趋磁螺菌,对环境中存在的其他趋磁细菌及其磁小体的研究还存在很多困难。而以环境样品为研究对象的宏基因组学技术,在无需获得纯培养的条件下即可进行序列和功能方面的分析,因此该技术可用于环境样品中趋磁细菌与磁小体的研究。简述目前对趋磁菌磁小体形成相关基因和蛋白的研究进展,并介绍利用宏基因组学技术对环境样品中趋磁细菌以及磁小体基因和蛋白的研究,同时提出今后可进一步开展对趋磁细菌与磁小体的研究工作。(本文来源于《生物技术通报》期刊2013年08期）
孙忆晨[2]（2013）在《AMB-1磁小体形成条件优化及其吸附Pb~(2+)特性研究》一文中研究指出AMB-1是一类能够在外加磁场作用下做定向运动的微生物,它们在体内合成一种特殊的细胞器——磁小体。磁小体是由双层磷脂膜包被无机磁性晶核的单磁畴纳米颗粒,在AMB-1细胞内呈特定形式排列,赋予菌体在磁场作用下运动的能力。磁小体大小均一,尺寸范围分布较窄,具有较大的比表面积,晶形具有种属特异性,在溶液中具有较好的分散特性。此外,AMB-1细胞膜表面富含羟基、氨基、羧基等活性基团,对废水中重金属离子有很强的吸附作用,且其在磁场下具有趋性行为,易于从废水中分离,减少二次污染,因此,其在重金属废水处理领域中具有广泛的应用前景。本文利用美国菌种保藏所的趋磁细菌Magnetospirillum magneticum AMB-1,菌种编号为ATCC700264,改变该菌的培养基成分和培养条件,研究各实验因素对其生长量和磁小体形成量的影响。结果表明在添加0.80g琥珀酸、以0.12g硝酸钠为氮源、以2.0μmol奎尼酸铁为铁源的培养基中,用适量氢氧化钠调节溶液初始pH至6.7,按70%的装液量(250mL锥形瓶),2%的接种量,于30℃恒温培养箱中静置培养96h,可得到较高的菌体生长量和磁小体形成量。在上述培养条件下,考察了维生素C、L-半胱氨酸和巯基乙酸钠作为还原剂对AMB-1磁小体合成的影响,结果发现与另外两种还原剂相比,以维生素C为还原剂时,菌体的磁小体产量最高,在细胞内呈整齐的链状分布,具有明显的趋磁特性。以菌体生长量和磁小体形成量为响应值,利用SAS软件对上述影响因素依次进行了Plackett-Burman实验、最陡爬坡实验和Box-Behnken实验优化,结果表明奎尼酸铁添加量、培养温度和培养基初始pH对菌体生长量和磁小体形成量的影响较大。在培养基中添加2.7μmol奎尼酸铁、用氢氧化钠调节培养基初始pH至6.8,于32℃恒温培养箱中静置培养96h,可获得较高菌体生长量并同时得到较高的磁小体产量。将在上述最优培养条件下大量发酵得到的AMB-1作为生物吸附剂吸附水中铅离子,依次考察了溶液初始pH、离子强度、溶液中铅离子浓度、吸附剂添加量、共存离子浓度和转速对水中铅离子吸附率的影响,并通过响应面法对吸附条件进行了优化,结果发现当pH为5.3,菌体添加量为0.12g,转速为170r·min-1时,AMB-1对水中铅离子的吸附率达到最高。最后本文对吸附过程的动力学和热力学进行研究,并结合红外光谱分析,对该菌体吸附水中铅离子的机理进行了初步探究。动力学实验结果表明,在60min内吸附基本完成,吸附过程符合准一级动力学模型；等温吸附实验结果表明,Langmuir等温模型能更好的拟合实验数据；热力学实验结果可知,吸附过程是自发的,化学吸附为主要吸附过程。红外光谱分析表明,AMB-1表面的羧基、氨基、羟基等活性基团在菌体吸附过程中发挥了重要的作用。(本文来源于《安徽工程大学》期刊2013-06-03）
孙忆晨,陶玉贵,魏胜华,曹宁,葛飞[3]（2012）在《Magnetospirillum sp.AMB-1菌株培养及磁小体形成条件的研究》一文中研究指出本文通过改变基础螺菌培养基中琥珀酸添加量、氮源、铁源种类及含量以及培养条件,观察各因素对Magnetospirillum sp.AMB-1生长量及磁小体形成量的影响.单因素实验结果表明:其最适生长温度为30℃,pH为6.9,250mL锥形瓶中装液量为70%,在添加0.80g琥珀酸、并以0.12g NaNO3为氮源、2.0μmol/L奎尼酸铁为铁源的基础螺菌培养基中按2%的接种量,静置培养4d后,趋磁细菌的吸光度可达0.853,磁小体的形成量Cmag值为1.673.(本文来源于《安徽工程大学学报》期刊2012年03期）
谢茂彬,刘源岗,王士斌[4]（2012）在《趋磁细菌磁小体形成机制研究进展》一文中研究指出磁小体(Magnetosome)是由趋磁细菌(Magnetotactic bacteria,MTB)体内合成并有生物膜包裹的纳米级磁性晶体,其形成过程是一个包括多种基因和蛋白参与并且受基因表达调控的酶催化过程.本文主要从铁离子吸收、磁小体膜形成、铁离子转运、生物矿化和磁小体链组装等5个方面来详细阐述磁小体的形成过程,重点介绍近年来分离和鉴定的相关基因和蛋白,并分析其在磁小体形成过程中的作用机制,同时还介绍了氧气、铁源和培养基成分等环境因素对磁小体形成的影响.尽管已经鉴别了大部分磁小体形成的相关基因,但是运用遗传学和生化分析手段阐明其作用机理仍然是一个挑战.磁小体形成机制的进一步研究和阐明将为其在生物技术领域的应用奠定基础.(本文来源于《应用与环境生物学报》期刊2012年01期）
张剑[5]（2010）在《不同矿物对氧化亚铁硫杆菌YN-3中磁小体形成的影响》一文中研究指出趋磁细菌(Magnetotactic bacterium)是对体内含有磁性颗粒并表现出趋磁性的所有细菌的通称。在其体内含有的磁性颗粒被称为—磁小体。磁小体具有粒度小而均匀,不团聚,纯度高,结晶完美,磁性质独特,无细胞毒性等特点,是一种理想的生物纳米材料。本课题组发现在氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)等浸矿菌中含有生物控制矿化作用所产生的磁小体。本文主要研究不同矿物作用对浸矿细菌中磁小体形成的影响。本文以氧化亚铁硫杆菌菌株YN-3为材料,研究在黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿和闪锌矿等矿物作用下,对YN-3的生长特性及趋磁性产生的影响。结果表明,在不同矿物的作用下,细菌的生长特性有很大不同。在以闪锌矿为能源时,菌体生长速率最快,在第11天,菌量达到最大值2.73X107。其次是磁黄铁矿和黄铜矿,而黄铁矿作用时菌体生长速率最慢。半固体滋泳表明,以黄铁矿和磁黄铁矿作为能源培养的细菌会表现出趋磁性,而利用黄铜矿与铁闪锌矿时无此现象。利用实时定量PCR技术研究YN-3中与磁小体形成相关的mpsA、magA、thy和mamB基因分别在黄铁矿、黄铜矿、磁黄铁矿和闪锌矿的作用下的表达差异。实时定量PCR结果表明,在以磁黄铁矿和黄铁矿为能源时,四个基因表达量均高于其它两种矿。但是以黄铁矿为能源时,由于矿体难以氧化,菌体生长极为缓慢,难以大量培养收集。综合趋磁性和细菌生长特性两方面因素可知,在磁黄铁矿作用下,YN-3形成磁小体的效果最好,磁黄铁矿为最佳矿物能源。本文利用不同浓度的磁黄铁矿作用于YN-3,研究不同浓度磁黄铁矿对YN-3的生长状况及对其形成磁小体的影响。实验中磁黄铁矿浓度分别1%、2%、3%、4%、5%。生长曲线结果表明,磁黄铁矿浓度为3%时,菌体生长速度最快。浓度为5%时,菌体生长极为缓慢。实时定量PCR结果表明mpsA, magA和mamB基因随着磁黄铁矿浓度的提高,表达量呈增大趋势。磁黄铁矿浓度为1%-3%时,表达量增加明显。超过3%时,增长趋于平缓。Thy基因在各浓度磁黄铁矿作用下,表达量均较低,没有明显变化。综合生长曲线和实时定量PCR结果两个因素表明,3%为磁黄铁矿对YN-3作用的最适浓度。(本文来源于《中南大学》期刊2010-05-01）
刘新星,刘文斌,闫颖,武海艳,邱冠周[6]（2009）在《氧化亚铁硫杆菌中磁小体形成相关基因mpsA在不同铁源刺激下的差异表达》一文中研究指出为研究氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)在胞内形成的电子致密的磁性颗粒的相关基因,对氧化亚铁硫杆菌标准菌株ATCC23270的全基因组的生物信息学进行分析,在ATCC23270的全基因组上查找与趋磁细菌中mpsA基因的同源基因ORF1622,并对其进行保守结构域、氨基酸序列比对以及蛋白质同源性分析。利用反转录PCR技术从转录水平研究mpsA基因在硫培养条件下分别用20mmol/LFeCl3和FeSO4·7H2O刺激时的差异表达以验证它们在磁小体形成过程中的作用。研究结果表明:ORF1622编码的蛋白含有PRK05724结构域,与mpsA序列相同度为48%,与acetyl-CoA carboxylase carboxyltransferase subunit alpha同源;氧化亚铁硫杆菌中的mpsA基因在转录层面的表达与亚铁有直接关系,并且氧化亚铁硫杆菌仅在亚铁培养下生成磁小体,因此,它与氧化亚铁硫杆菌中磁小体的形成相关。(本文来源于《中南大学学报(自然科学版)》期刊2009年06期）
刘新星,武海艳,刘文斌,李寿朋[7]（2009）在《氧化亚铁硫杆菌中磁小体形成相关基因在不同亚铁浓度刺激下的差异表达》一文中研究指出氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)的生物控制矿化作用可以使其在胞内形成黑色电子致密颗粒—磁小体。本研究利用生物信息学方法对氧化亚铁硫杆菌标准菌株ATCC23270的全基因组进行分析,并通过Real-timePCR技术研究氧化亚铁硫杆菌中与磁小体形成相关的mpsA、magA、thy和mamB四个基因在不同亚铁浓度刺激下的差异表达,结果发现它们在转录层面的表达量受亚铁浓度的影响,当亚铁浓度达到150～200mmol/L范围内达到最高表达,这对进一步深入研究氧化亚铁硫杆菌中磁小体的形成机理有积极的意义。(本文来源于《生物工程学报》期刊2009年01期）
武海艳[8]（2008）在《氧化亚铁硫杆菌中磁小体形成相关基因的研究》一文中研究指出磁小体作为一种新型的生物纳米磁性材料,近年来被受关注。本课题组首次从氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)中发现了生物控制矿化作用所产生的磁性颗粒,本文对氧化亚铁硫杆菌中磁小体的形成进行了研究。利用生物信息学方法对氧化亚铁硫杆菌标准菌株ATCC 23270的全基因组进行分析,得到了一些与趋磁细菌中磁小体形成相关基因同源的基因。本文以氧化亚铁硫杆菌中与趋磁细菌中基因mpsA、thy、magA、mamB具有较高相似度的ORF 1622、0276、1124、2572为目标基因进行了分析,利用实时定量PCR技术研究了它们在硫培养条件下分别用不同浓度的FeSO_4·7H_2O刺激下的差异表达以验证它们在磁小体形成过程中与亚铁的关系。研究结果表明它们在150～200 mmol/L的FeSO_4·7H_2O刺激下达到最大表达量,这四个基因在趋磁细菌磁小体形成过程中在铁转运成核方面发挥了重要作用。本论文运用了半固体平板磁泳和透射电镜的方法进一步验证了磁小体的形成与亚铁有着直接关系,ATCC 23270能以硫单质和硫酸亚铁作为能源,在以硫酸亚铁为能源生长时其胞内能生成黑色电子致密颗粒即磁小体,这些磁小体散落在细胞内,未成链状排列,而在缺铁条件下硫培养时没有磁小体形成。含有磁小体的细胞具有一定的趋磁性,在人工磁场下会向永久磁铁进行趋向运动,而在地磁场下没有明显的定向运动趋势。随着亚铁浓度的增大,磁性颗粒的数目和大小也在增加,从而致使在人工磁场下,随着亚铁浓度的增大,细菌的趋磁性增强。同时,本文运用信息学方法对magA基因做了进一步的研究。本文对目标基因进行了保守结构域、氨基酸序列比对、蛋白质同源性分析,分析结果表明ORF 1124编码的蛋白含有KefB、TrkA_N和TrkA_C结构域,与MagA序列相同度为32%,与sodium hydrogenexchanger同源,认为其与铁离子的转运有关此外,我们还使用了BDGP网站来搜索该基因上游潜在的启动子。(本文来源于《中南大学》期刊2008-05-01）
刘文斌[9]（2007）在《氧化亚铁硫杆菌中磁小体形成研究》一文中研究指出生物控制矿化作用所产生的磁性颗粒具有粒度小而均匀,不团聚,纯度高,结晶完美,磁性质独特,无细胞毒性等特点,是一种理想的生物纳米磁性材料。趋磁细菌(Magnetotactic bacterium)中形成的纳米磁性颗粒正是生物矿化作用的典型代表。而本课题组首次从氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)中发现了生物控制矿化作用所产生的磁小体,本文对氧化亚铁硫杆菌中磁小体的形成进行了研究。本文从磁敏感氧化亚铁硫杆菌的筛选分离出发,建立了氧化亚铁硫杆菌中磁小体提取纯化的方法,研究了不同培养条件下磁小体的形成情况,并分析了磁小体的基本属性。利用生物信息学方法对氧化亚铁硫杆菌标准菌株ATCC23270的全基因组进行分析,得到了一些与趋磁细菌中磁小体形成相关基因同源的基因,并利用实时定量PCR技术对部分基因在不同铁源刺激下的差异表达情况,分析了这些基因在氧化亚铁硫杆菌磁小体形成过程中的作用,最后还对氧化亚铁硫杆菌中磁小体的功能进行了探讨。本论文创立了固体平板磁泳的方法,并利用该方法从云南东川某酸性矿坑水中分离得到一株磁敏感的氧化亚铁硫杆菌YN-3。经过磁泳分离后,细菌中含磁性颗粒的细胞比例由原始菌群的30%上升到90%,胞内含有的磁颗粒数目也由1～2颗增加至2～5颗。YN-3能以硫单质和硫酸亚铁作为能源,在以硫酸亚铁为能源生长时其胞内能生成黑色电子致密颗粒即磁小体,这些磁小体散落在细胞内,未成链状排列,而在缺铁条件下硫培养时和加入FeCl_3的硫培养时均没有磁小体形成。含有磁小体的细胞具有一定的趋磁性,在人工磁场下会向永久磁铁进行趋向运动,而在地磁场下没有明显的定向运动趋势。本文从氧化亚铁硫杆菌中提取并进行纯化,获得了较高纯度的磁小体颗粒,研究了YN-3中磁小体的基本性质。研究结果表明YN-3中生成的磁小体形态基本为球状,分散性好不团聚,主要由Fe和O两种元素构成,推测其成分为Fe_3O_4,70%以上的磁小体粒径在60nm-90nm之间,形状粒度都较为均一。本文通过对氧化亚铁硫杆菌标准菌株ATCC23270的全基因组的生物信息学分析,并在ATCC 23270的全基因组上找到了编码蛋白分别与趋磁细菌中MpsA、Iron Reductase(Thy)、MagA、MamB、Bfr、MamE、MamK、MamH蛋白同源的八个开放阅读框(ORF),在ATCC23270全基因组序列上分别对应为ORF1622、0276、1124、2572、1403、1439、1143、2403。本文对其中与趋磁细菌中基因mpsA、thy、magA、mamB、bfr具有较高相似度的ORF1622、0276、1124、2572、1403为目标基因进行了保守结构域、氨基酸序列比对、蛋白质同源性分析,分析结果表明ORF1622编码的蛋白含有PRK05724结构域,与MpsA序列相同度为48%,与acetyl-CoA carboxylase carboxyltransferase subunit alpha同源,认为其与细胞质膜内陷形成磁小体膜有关;ORF0276编码的蛋白含有cycM结构域,与Iron Reductase(Thy)序列相同度为40%,与cysteine synthase B同源;ORF1124编码的蛋白含有KefB、TrkA_N和TrkA_C结构域,与MagA序列相同度为32%,与sodium hydrogen exchanger同源,认为其与铁离子的转运有关;ORF2572编码的蛋白含有MMT1结构域,与MamB序列相同度为29%,与cation efflux familyprotein同源,认为其与铁离子的转运有关;ORF1403编码的蛋白含有Bacterioferritin结构域,与Bfr2序列相同度为26%,与Bacterioferritin同源,认为其与Fe~(2+)氧化成核有关。其中mpsA基因、thy基因、magA基因、bfr基因均不在趋磁细菌的磁小体合成基因岛上,在ATCC 23270的全基因组上也未发现与趋磁细菌中磁小体合成基因岛类似的染色体区域。趋磁细菌中较为保守的mamAB cluster、mamDC cluster和Mms系列蛋白(磁小体膜蛋白)在ATCC 23270的全基因组上均没有发现匹配的序列。因此,本文推测氧化亚铁硫杆菌中磁小体的形成机制与趋磁细菌可能是不同的,仅是其中部分与铁转运成核相关的途径具有相似之处。本文利用实时定量PCR技术从转录水平研究了mpsA、Thy、magA和mamB四基因在硫培养条件下分别用20mM的FeCl_3和FeSO_4·7H_2O刺激下的差异表达以验证它们在磁小体形成过程中的作用。研究结果表明氧化亚铁硫杆菌中的mpsA、magA和mamB基因在转录层面的表达与亚铁有着直接关系,而氧化亚铁硫杆菌仅在亚铁培养下生成磁小体,并且这叁个基因在趋磁细菌磁小体形成过程中在铁转运成核方面发挥了重要作用,本文认为它们与氧化亚铁硫杆菌中的磁小体形成相关。通过比较氧化亚铁硫杆菌与趋磁细菌所形成磁小体功能方面的差异,本文认为氧化亚铁硫杆菌与趋磁细菌仅是具有类似的胞内磁性颗粒,但其生物矿化过程却经历了不同的生化途径;并且结合氧化亚铁硫杆菌特殊的生存环境,本文推测氧化亚铁硫杆菌中磁小体具有铁存储功能,在降低胞内铁浓度,减少亚铁对细胞的毒害,维持氧化亚铁硫杆菌细胞中铁元素的动态平衡等方面发挥了重要的作用。(本文来源于《中南大学》期刊2007-12-01）
王小柯[10]（2007）在《磁场对趋磁螺菌AMB-1磁小体形成及其相关基因表达的影响》一文中研究指出趋磁细菌(Magnetotactic bacteria)细胞内含有磁小体,磁颗粒为单磁畴的铁氧/硫化物(Fe3O4或Fe3S4)晶体,每个磁颗粒由生物膜包裹,沿细胞的长轴排列形成磁小体链。在自然环境中,地磁场作用于磁小体链产生磁力矩,使趋磁细菌沿磁力线游动,表现出趋磁特性。磁颗粒大小均匀,50~100nm,是极好的纳米永磁材料,在材料、生物医学、电子、光学、磁学、能量存贮和电化学领域具有巨大的潜在应用。磁小体膜由细胞内膜凹陷形成,磁小体膜上至少含有48种特有蛋白,其中至少13种与磁小体形成密切相关。magA、mms6、mamA和mms13基因在磁小体形成过程中Fe3+摄取、磁晶体形成、磁小体囊泡活化和磁小体形成等重要环节起不可缺少的作用。因此,这四个基因是具代表性的磁小体形成相关基因。磁小体具有感应地磁场定向趋磁运动的功能,外部磁场变化对其形成应存在影响。为研究磁场对磁小体形成的影响,从细胞和分子水平探讨外部磁场影响磁小体形成的机制,以趋磁螺菌AMB-1为对象,研究了磁场对磁小体形成及其相关基因表达的影响。为研究地磁场、外部磁场强度、频率、方向变化和AMB-1菌体内部磁小体磁场与磁小体形成的关系,选择了补偿式零磁空间(<500nT)、强恒磁场(0.2T)、低频脉冲磁场(50Hz 1mT)和低频正弦磁场(50Hz 1mT)分别处理不同初始状态的趋磁螺菌AMB-1,应用OD600和Cmag测量、透射电镜观察和qRT-PCR技术,研究磁场对磁小体形成及相关基因mamA、mms13、mms6和magA表达的影响。结果表明:补偿式零磁空间(<500nT)能延迟指数期AMB-1磁小体的形成,当初始菌种为含有磁小体的AMB-1时,零磁空间对指数期AMB-1菌体的mms13基因有上调表达作用,同时下调mms6基因表达,而当初始菌种为不含磁小体的AMB-1时,则只上调指数期菌体的mms13基因表达。零磁空间下,菌体内磁小体链单元数较地磁对照少,只含有1~2个链单元。含磁小体菌体的平均磁颗粒数也低于地磁场10%;接种含磁小体种子时,菌体内磁小体链单元中部磁小体颗粒大而链两端逐渐减小,接种不含磁小体的种子,磁小体链单元磁颗粒均匀,表明菌体内原有的单磁畴晶体对邻近磁晶体的形成有诱导作用。强恒磁场(0.2T)可抑制趋磁螺菌AMB-1菌体生长,但促进其磁小体形成,上调指数期菌体的mms13基因的表达;而对mamA、mms6和magA基因表达无影响。强恒磁场虽然能使磁小体颗粒增大,含磁小体菌的平均磁颗粒数较地磁场增加29%,但导致磁小体排列不整齐,可能是内部磁小体与外部强磁场相互作用影响了相邻磁小体的形成和排列;脉冲磁场(50Hz 1mT)可促进趋磁螺细菌AMB-1磁小体形成。当初始菌种含有磁小体时,脉冲磁场促进指数期菌体magA基因的表达,而当初始菌种不含磁小体时,则促进指数期菌体magA和mamA基因的表达。脉冲磁场虽然导致指数期含磁小体菌体的平均磁颗粒数较地磁场增加25%,但使磁颗粒大小不均匀,磁小体链增长,可能是邻近磁小体的相互诱导聚集作用受到了脉冲磁场干扰。正弦磁场( 50Hz 1mT)抑制趋磁螺细菌AMB-1菌体增殖,促进其磁小体形成。当初始菌种含有磁小体时,正弦磁场促进指数期菌体mms6基因的表达,而当初始菌种不含磁小体时,则促进指数期菌体magA、mms6和mamA基因的表达。正弦磁场虽然导致指数期含磁小体菌体的平均磁颗粒数高于地磁场11%;磁小体颗粒总体上仍沿细胞长轴线性排列。但相邻磁颗粒排列不整齐,形成的短链走向不一致。可能是正弦磁场不断变化的磁场强度和磁场方向导致新生磁小体磁极转换,影响磁小体链的排列。实验结果为从细胞和分子水平研究外部磁场影响磁小体形成的机制,应用磁场干预磁小体形成,提高磁小体产率的研究提供了实验依据,也有助于进一步了解磁场的生物学效应。(本文来源于《中国海洋大学》期刊2007-06-30）
磁小体形成论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
AMB-1是一类能够在外加磁场作用下做定向运动的微生物,它们在体内合成一种特殊的细胞器——磁小体。磁小体是由双层磷脂膜包被无机磁性晶核的单磁畴纳米颗粒,在AMB-1细胞内呈特定形式排列,赋予菌体在磁场作用下运动的能力。磁小体大小均一,尺寸范围分布较窄,具有较大的比表面积,晶形具有种属特异性,在溶液中具有较好的分散特性。此外,AMB-1细胞膜表面富含羟基、氨基、羧基等活性基团,对废水中重金属离子有很强的吸附作用,且其在磁场下具有趋性行为,易于从废水中分离,减少二次污染,因此,其在重金属废水处理领域中具有广泛的应用前景。本文利用美国菌种保藏所的趋磁细菌Magnetospirillum magneticum AMB-1,菌种编号为ATCC700264,改变该菌的培养基成分和培养条件,研究各实验因素对其生长量和磁小体形成量的影响。结果表明在添加0.80g琥珀酸、以0.12g硝酸钠为氮源、以2.0μmol奎尼酸铁为铁源的培养基中,用适量氢氧化钠调节溶液初始pH至6.7,按70%的装液量(250mL锥形瓶),2%的接种量,于30℃恒温培养箱中静置培养96h,可得到较高的菌体生长量和磁小体形成量。在上述培养条件下,考察了维生素C、L-半胱氨酸和巯基乙酸钠作为还原剂对AMB-1磁小体合成的影响,结果发现与另外两种还原剂相比,以维生素C为还原剂时,菌体的磁小体产量最高,在细胞内呈整齐的链状分布,具有明显的趋磁特性。以菌体生长量和磁小体形成量为响应值,利用SAS软件对上述影响因素依次进行了Plackett-Burman实验、最陡爬坡实验和Box-Behnken实验优化,结果表明奎尼酸铁添加量、培养温度和培养基初始pH对菌体生长量和磁小体形成量的影响较大。在培养基中添加2.7μmol奎尼酸铁、用氢氧化钠调节培养基初始pH至6.8,于32℃恒温培养箱中静置培养96h,可获得较高菌体生长量并同时得到较高的磁小体产量。将在上述最优培养条件下大量发酵得到的AMB-1作为生物吸附剂吸附水中铅离子,依次考察了溶液初始pH、离子强度、溶液中铅离子浓度、吸附剂添加量、共存离子浓度和转速对水中铅离子吸附率的影响,并通过响应面法对吸附条件进行了优化,结果发现当pH为5.3,菌体添加量为0.12g,转速为170r·min-1时,AMB-1对水中铅离子的吸附率达到最高。最后本文对吸附过程的动力学和热力学进行研究,并结合红外光谱分析,对该菌体吸附水中铅离子的机理进行了初步探究。动力学实验结果表明,在60min内吸附基本完成,吸附过程符合准一级动力学模型；等温吸附实验结果表明,Langmuir等温模型能更好的拟合实验数据；热力学实验结果可知,吸附过程是自发的,化学吸附为主要吸附过程。红外光谱分析表明,AMB-1表面的羧基、氨基、羟基等活性基团在菌体吸附过程中发挥了重要的作用。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
磁小体形成论文参考文献
[1].刘新星,云慧,谢建平,霍转转,武海艳.磁小体形成过程相关基因和蛋白的研究进展[J].生物技术通报.2013
[2].孙忆晨.AMB-1磁小体形成条件优化及其吸附Pb~(2+)特性研究[D].安徽工程大学.2013
[3].孙忆晨,陶玉贵,魏胜华,曹宁,葛飞.Magnetospirillumsp.AMB-1菌株培养及磁小体形成条件的研究[J].安徽工程大学学报.2012
[4].谢茂彬,刘源岗,王士斌.趋磁细菌磁小体形成机制研究进展[J].应用与环境生物学报.2012
[5].张剑.不同矿物对氧化亚铁硫杆菌YN-3中磁小体形成的影响[D].中南大学.2010
[6].刘新星,刘文斌,闫颖,武海艳,邱冠周.氧化亚铁硫杆菌中磁小体形成相关基因mpsA在不同铁源刺激下的差异表达[J].中南大学学报(自然科学版).2009
[7].刘新星,武海艳,刘文斌,李寿朋.氧化亚铁硫杆菌中磁小体形成相关基因在不同亚铁浓度刺激下的差异表达[J].生物工程学报.2009
[8].武海艳.氧化亚铁硫杆菌中磁小体形成相关基因的研究[D].中南大学.2008
[9].刘文斌.氧化亚铁硫杆菌中磁小体形成研究[D].中南大学.2007
[10].王小柯.磁场对趋磁螺菌AMB-1磁小体形成及其相关基因表达的影响[D].中国海洋大学.2007