微生物中提取胞外松散附着聚合物和紧密粘附聚合物的方法研究
采用4种不同的方法（直接离心法（对照）、加热法、EDTA法、甲醛+NaOH法）提取大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、黄孢原毛平革菌以及蛋白核小球藻胞外聚合物（EPS）。对比分析各提取方法提取效率，结果显示，用甲醛+NaOH法提取的效率最高，且提取黄孢原毛平革菌TB-EPS时对细胞破坏较小，适用于提取黄孢原毛平革菌TB-EPS；EDTA法提取蛋白核小球藻胞外聚合物效率高；用甲醛+NaOH法、EDTA法、加热法提取的大肠杆菌TB-EPS中DNA含量为9.47，4.56，1.84mg/L，是对照组的5.14倍，2.47倍，1倍，因此采用加热法提取大肠杆菌TB-EPS，加热法同样适用于枯草芽孢杆菌。比较不同微生物胞外聚合物，大肠杆菌可提取出的LB-EPS总量最高，其次是枯草芽孢杆菌，最后是蛋白核小球藻。分析胞外聚合物中各成分含量，LB-EPS中多糖含量高于蛋白质含量。黄孢原毛平革菌TB-EPS中多糖含量大于蛋白质含量，大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、蛋白核小球藻TB-EPS中蛋白质的量大于多糖。
目录
摘要2
关键词2
Abstract2
Key words2
引言（或绪论）2
1材料与方法3
1.1实验材料与试剂 3
1.1.1实验菌株3
1.1.2常用试剂3
1.2方法 4
1.2.1培养方法4
1.2.2提取方法4
1.2.3分析方法4
2结果与分析4
2.1胞外聚合物干重比较5
2.2 不同微生物的LBEPS的干重及成分6
2.3不同方法提取的微生物TBEPS中的成分7
3讨论8
3.1胞外聚合物的成分8
3.2不同微生物的胞外聚合物比较8
3.3胞外聚合物的提取效率8
致谢9
参考文献9
微生物松散和紧密两种胞外聚合物的提取
环科101 周紫燕
引言
引言
胞外聚合物（Extracellular polymeric substance，EPS）是微生物在一定环境下，其代谢过程中分泌 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
的包围在细胞壁外的多聚物。它们形成了一个保护层，使得细胞可以抵御严酷的外环境，在营养短缺时，可作为微生物的碳源或能源[1]。存在于细胞外的EPS按形态可分为结合的EPS（bound EPS）以及可溶的EPS（soluble EPS）[2]。本文的研究是针对结合性EPS展开的。结合性EPS的结构为双层模型，内层是具有一定的形状并紧紧依附于细胞表面的紧密粘附的胞外聚合物（Tightly Bound EPS，TBEPS），外层是没有明显边缘的松散附着的胞外聚合物（Loosely Bound EPS，LB EPS)。[3]
胞外聚合物由各种各样的有机高分子化合物组成。众多研究表明碳水化合物和蛋白质是EPS的主要组成物质，在废水生物处理反应器的污泥中腐殖物质也是一个重要的组成部分[4,5]。另外，胞外聚合物中也含有少量核酸[6]脂类[7]。
胞外聚合物的量化很大程度上取决于提取方法。Liu等人证明了利用甲醇和NaOH提取好氧活性污泥的EPS效率高，细胞死亡率小。也有研究称阳离子交换树脂法由于高效率和低细胞溶解且树脂可以容易地被移除被广泛接受。常见的提取方法有物理方法、化学方法、物理化学方法结合。物理提取方法有高速离心法、超声波和热提取等，通过外力使EPS与细胞中分离，溶解在溶液中；化学提取方法中常用试剂有EDTA、阳离子交换树脂等，通过添加化学试剂打破EPS与细胞之间的相互作用从而加快EPS的溶解。[2]提取过程要尽可能避免细胞的裂解和溶解使得胞外聚合物中混合了细胞内聚物，造成EPS数量和成分分析的误差。胞外聚合物中通常包含少量的DNA，这些DNA是死细胞溶解后释放的，因此DNA的相对含量可以评估细胞裂解的程度。
胞外聚合物在矿物加工、环境、食品、生物医药等领域都有一定的应用。环境方面有关胞外聚合物对重金属吸附的研究越来越多，EPS具有吸附性能是因为EPS的粘结性使生物体连在一起，构成网状孔道结构，为细菌提供了比其细胞本身大很多的表面积，而EPS的表面带负电、疏水性等性质对其吸附也有一定影响。另外，EPS作为污染物中重金属离子和有机分子的吸附位点，可引起废水污泥的积累，水的净化。随着国家对环境保护的日益重视，胞外聚合物在环境中的应用前景也会更加广泛，主要体现在：a：与活性污泥结合处理重金属废水b：修复被烃类和原油污染的土壤c：修复被有机物重金属污染的土壤等。[10,15]
目前，国内关于EPS的组成、性质、提取方法、对重金属的富集作用方面研究均有一些进展，其中对EPS的提取主要集中于活性污泥中，本文主要研究的是从不同微生物中提取胞外聚合物，由于微生物存在于人类生活各个角落，因此从微生物中提取胞外聚合物的研究有重要意义。另外，有关EPS的细分优化提取研究较少，有表明两种胞外聚合物（LBEPS、TBEPS）表现出不全相同的化学结构，TBEPS的各组分含量要大于LBEPS，但对污泥沉降、絮凝和脱水性起决定性作用的是LBEPS。因此，研究两种聚合物的组分含量，对以后研究其性质提供一定的依据。[1]
本研究选取四种微生物，大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、小球藻、黄孢原毛平革菌，分别代表的是革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、光合细菌以及真菌。分析比较LBEPS以及TBEPS样本中多糖、蛋白质、DNA的相对含量以及干重。
1 材料与方法
1．1 实验材料与试剂
1．1．1 实验菌株 E.coli DH5α（大肠杆菌），Bacillus subtilis（枯草芽孢杆菌），Phanerochaete chrysosporium（黄孢原毛平革菌），Chlorella pyrenoidosa（蛋白核小球藻）。
1．1．2 常用试剂
LB培养基（g/L）：胰蛋白胨10，酵母提取物5，NaCl 5，超纯水1L。培养基于121℃下蒸汽灭菌20min。
牛肉膏蛋白胨培养基（g/L）：胰蛋白胨10，NaCl 5，牛肉膏3，超纯水1L。培养基于121℃下蒸汽灭菌20min。
综合马铃薯培养基：20%马铃薯汁1L，葡萄糖20g，KH2PO4 3g MgSO4?7H2O 1.5g，Vitamin B1 Trace 8mg，pH 6。20%马铃薯配配制：取去皮马铃薯200克，切成小块，加水1000毫升煮沸20分钟，滤去马铃薯块，将滤液补足1000毫升。培养基于121℃下蒸汽灭菌20min。
目录
摘要2
关键词2
Abstract2
Key words2
引言（或绪论）2
1材料与方法3
1.1实验材料与试剂 3
1.1.1实验菌株3
1.1.2常用试剂3
1.2方法 4
1.2.1培养方法4
1.2.2提取方法4
1.2.3分析方法4
2结果与分析4
2.1胞外聚合物干重比较5
2.2 不同微生物的LBEPS的干重及成分6
2.3不同方法提取的微生物TBEPS中的成分7
3讨论8
3.1胞外聚合物的成分8
3.2不同微生物的胞外聚合物比较8
3.3胞外聚合物的提取效率8
致谢9
参考文献9
微生物松散和紧密两种胞外聚合物的提取
环科101 周紫燕
引言
引言
胞外聚合物（Extracellular polymeric substance，EPS）是微生物在一定环境下，其代谢过程中分泌 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
的包围在细胞壁外的多聚物。它们形成了一个保护层，使得细胞可以抵御严酷的外环境，在营养短缺时，可作为微生物的碳源或能源[1]。存在于细胞外的EPS按形态可分为结合的EPS（bound EPS）以及可溶的EPS（soluble EPS）[2]。本文的研究是针对结合性EPS展开的。结合性EPS的结构为双层模型，内层是具有一定的形状并紧紧依附于细胞表面的紧密粘附的胞外聚合物（Tightly Bound EPS，TBEPS），外层是没有明显边缘的松散附着的胞外聚合物（Loosely Bound EPS，LB EPS)。[3]
胞外聚合物由各种各样的有机高分子化合物组成。众多研究表明碳水化合物和蛋白质是EPS的主要组成物质，在废水生物处理反应器的污泥中腐殖物质也是一个重要的组成部分[4,5]。另外，胞外聚合物中也含有少量核酸[6]脂类[7]。
胞外聚合物的量化很大程度上取决于提取方法。Liu等人证明了利用甲醇和NaOH提取好氧活性污泥的EPS效率高，细胞死亡率小。也有研究称阳离子交换树脂法由于高效率和低细胞溶解且树脂可以容易地被移除被广泛接受。常见的提取方法有物理方法、化学方法、物理化学方法结合。物理提取方法有高速离心法、超声波和热提取等，通过外力使EPS与细胞中分离，溶解在溶液中；化学提取方法中常用试剂有EDTA、阳离子交换树脂等，通过添加化学试剂打破EPS与细胞之间的相互作用从而加快EPS的溶解。[2]提取过程要尽可能避免细胞的裂解和溶解使得胞外聚合物中混合了细胞内聚物，造成EPS数量和成分分析的误差。胞外聚合物中通常包含少量的DNA，这些DNA是死细胞溶解后释放的，因此DNA的相对含量可以评估细胞裂解的程度。
胞外聚合物在矿物加工、环境、食品、生物医药等领域都有一定的应用。环境方面有关胞外聚合物对重金属吸附的研究越来越多，EPS具有吸附性能是因为EPS的粘结性使生物体连在一起，构成网状孔道结构，为细菌提供了比其细胞本身大很多的表面积，而EPS的表面带负电、疏水性等性质对其吸附也有一定影响。另外，EPS作为污染物中重金属离子和有机分子的吸附位点，可引起废水污泥的积累，水的净化。随着国家对环境保护的日益重视，胞外聚合物在环境中的应用前景也会更加广泛，主要体现在：a：与活性污泥结合处理重金属废水b：修复被烃类和原油污染的土壤c：修复被有机物重金属污染的土壤等。[10,15]
目前，国内关于EPS的组成、性质、提取方法、对重金属的富集作用方面研究均有一些进展，其中对EPS的提取主要集中于活性污泥中，本文主要研究的是从不同微生物中提取胞外聚合物，由于微生物存在于人类生活各个角落，因此从微生物中提取胞外聚合物的研究有重要意义。另外，有关EPS的细分优化提取研究较少，有表明两种胞外聚合物（LBEPS、TBEPS）表现出不全相同的化学结构，TBEPS的各组分含量要大于LBEPS，但对污泥沉降、絮凝和脱水性起决定性作用的是LBEPS。因此，研究两种聚合物的组分含量，对以后研究其性质提供一定的依据。[1]
本研究选取四种微生物，大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、小球藻、黄孢原毛平革菌，分别代表的是革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌、光合细菌以及真菌。分析比较LBEPS以及TBEPS样本中多糖、蛋白质、DNA的相对含量以及干重。
1 材料与方法
1．1 实验材料与试剂
1．1．1 实验菌株 E.coli DH5α（大肠杆菌），Bacillus subtilis（枯草芽孢杆菌），Phanerochaete chrysosporium（黄孢原毛平革菌），Chlorella pyrenoidosa（蛋白核小球藻）。
1．1．2 常用试剂
LB培养基（g/L）：胰蛋白胨10，酵母提取物5，NaCl 5，超纯水1L。培养基于121℃下蒸汽灭菌20min。
牛肉膏蛋白胨培养基（g/L）：胰蛋白胨10，NaCl 5，牛肉膏3，超纯水1L。培养基于121℃下蒸汽灭菌20min。
综合马铃薯培养基：20%马铃薯汁1L，葡萄糖20g，KH2PO4 3g MgSO4?7H2O 1.5g，Vitamin B1 Trace 8mg，pH 6。20%马铃薯配配制：取去皮马铃薯200克，切成小块，加水1000毫升煮沸20分钟，滤去马铃薯块，将滤液补足1000毫升。培养基于121℃下蒸汽灭菌20min。
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