19卷4期 生物工程学报 VoL 19 No 4 2003年7月 Chinese oumal g biotechnolog july 2003 用固定化弗劳地柠檬酸杄菌ⅹP05从溶液中回收铂 胡洪波刘月英¨傅锦坤2薛茹2古萍英2 (厦门大学1生命科学学院2化学化工学院,厦门361005) 摘要比较了5种固定弗劳地柠檬酸杆菌Ⅺr5菌体的方法,其中明胶-海藻酸钠包埋法为固定菌体的最佳方法 扫描电子显微镜观察表明,X5菌体较均匀地分布于包埋基质中。固定化X5菌体吸附P受吸附时间、固定化 菌体浓度、溶液的pH值和P起始浓度的影响。吸附作用是一个快速的过程;吸附P的最适pH值为1.5;在50 250mgPA范围内,吸附量与P起始浓度成线性关系,吸附过程符合 langmuir和 Freundlich吸附等温模型。 在P“起始浓度250mg/L固定化菌体2.0gH1.5和30℃条件下,振荡吸附60mn,吸附量为35.3mg/g。0.5 mLH能使吸附在固定化菌体上的P解吸987%。从废铂催化剂处理液回收铂的结果表明,在P起始浓度 118mgL、固定化菌体4.0gpH1.5和30℃条件下,振荡吸附60min,吸附量为20.9mgg。在填充床反应器中 在P起始浓度50mg、流速1.2m/min固定化菌体1.86g的条件下,饱和吸附量达24.7mgg;固定化XPO5菌体 经4次吸附解吸循环后吸附率仍达78%。 关键词生物吸附,固定化菌体,弗劳地柠檬酸杄菌,铂 中图分类号Q67文献标识码A文章编号10003061(2003)04-045606 许多研究表明,生物吸附技术在金属的去除或接斜面菌种一环,30℃下振荡培养18h 回收中具有良好的应用潜力。在微生物吸附贵 扩大培养:培养基与液体种子培养基相同,500 金属的研究中,我们曾对游离菌体吸附Au3s、m三角瓶装培养基100m,接种子液5mL,30℃下 Ag、P21和P“l等贵金属的特性进行了研振荡培养24h。 究。虽然游离菌体可从溶液中吸附回收贵金属,但 菌体的制备:培养物经离心(3500r/min,5min) 用游离菌体作为吸附剂存在不少缺点。例如颗粒收集菌体,用去离子水洗涤2~3次,菌体于80℃下 小,菌体与排出水难以分离,菌体无法重复利用等。烘干冷却研磨(过150目筛),死的干菌体粉置干燥 如果用固定化技术使菌体固定化就可克服上述缺器中室温保存备用。 点。已有关于固定化菌体吸附重金属的一些报1.2固定化菌体的制备 道,但有关贵金属的报道极少出。本文报道 固定化XP5菌体的制备如下 固定化弗劳地柠檬酸杆菌ⅹ∽05吸附P的特性及 卡拉胶包埋法:将4g卡拉胶、gXPO5菌体加入 其从废铂催化剂处理液回收铂的研究结果 l00mL生理盐水中,加热使卡拉胶溶解后于4℃冰 1材料与方法 箱中放置30mn,用刀片切成边长2m左右的胶 块,然后在0.3mK溶液中浸泡4h,蒸馏水洗 1.1菌体的培养与制备 净后备用 培养基与培养条件 明胶海藻酸钠包埋法:称取5g明胶、g海藻 斜面培养培养基为牛肉膏0.3~0.5g,蛋白胨酸钠和1gXP5菌体,混匀后加入100m蒸馏水,加 1.5gNaα0.5g,琼脂2g,蒸馏水100mpH72~热并搅拌使明胶和海藻酸钠溶解,然后冷却至室温 7.4,30℃培养24h 用带有9号针头的注射器挤入含4%CaC2的饱和 液体种子培养:培养基除不加琼脂外,其他成份硼酸溶液中并不断搅拌,静置固化4h后用蒸馏水 与斜面培养基相同,250mL三角瓶装培养基50nL 收稿日期:20030-19,修回日期:20030310。 基金项目:国家自然科学基金资助项目(N.29876026) 通讯作者。ll:865925916401;Fax:85922186392; E-mail: liuying6401@sm.om 2 61995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, Lid All/s reserved19 卷 4 期 2003 年 7 月 生 物 工 程 学 报 Chinese Journal of Biotechnology Vol. 19 No. 4 July 2003 收稿日期 :2003201219 ,修回日期 :2003203210。 基金项目 :国家自然科学基金资助项目(No. 29876026) 。 3 通讯作者。 Tel :86259225916401 ;Fax :86259222186392 ; E2mail :liuying6401 @sina. com 用固定化弗劳地柠檬酸杆菌 XP05 从溶液中回收铂 胡洪波1 刘月英13 傅锦坤2 薛 茹2 古萍英2 (厦门大学1 生命科学学院 , 2 化学化工学院 ,厦门 361005) 摘 要 比较了 5 种固定弗劳地柠檬酸杆菌 XP05 菌体的方法 ,其中明胶2海藻酸钠包埋法为固定菌体的最佳方法。 扫描电子显微镜观察表明 ,XP05 菌体较均匀地分布于包埋基质中。固定化 XP05 菌体吸附 Pt4 + 受吸附时间、固定化 菌体浓度、溶液的 pH 值和 Pt4 + 起始浓度的影响。吸附作用是一个快速的过程 ;吸附 Pt4 + 的最适 pH 值为 115 ;在 50 ～250 mg Pt4 + ΠL 范围内 ,吸附量与 Pt4 + 起始浓度成线性关系 ,吸附过程符合 Langmuir 和 Freundlich 吸附等温模型。 在 Pt4 + 起始浓度 250 mgΠL、固定化菌体 210 gΠL、pH 115 和 30 ℃条件下 ,振荡吸附 60 min , 吸附量为 3513 mgΠg。015 molΠL HCl 能使吸附在固定化菌体上的 Pt 解吸 9817 %。从废铂催化剂处理液回收铂的结果表明 ,在 Pt4 + 起始浓度 11118 mgΠL、固定化菌体 410 gΠL、pH 115 和 30 ℃条件下 ,振荡吸附 60 min , 吸附量为 2019 mgΠg。在填充床反应器中 , 在 Pt4 + 起始浓度 50 mgΠL、流速 112 mlΠmin、固定化菌体 1186 g 的条件下 ,饱和吸附量达 2417 mgΠg ; 固定化 XP05 菌体 经 4 次吸附2解吸循环后吸附率仍达 78 %。 关键词 生物吸附 , 固定化菌体 , 弗劳地柠檬酸杆菌 , 铂 中图分类号 Q67 文献标识码 A 文章编号 100023061 (2003) 0420456206 许多研究表明 ,生物吸附技术在金属的去除或 回收中具有良好的应用潜力[1 - 3 ] 。在微生物吸附贵 金属的研究中 ,我们曾对游离菌体吸附 Au3 + [4 ,5 ] 、 Ag + [6 ] 、Pd2 + [7 ] 和 Pt4 + [8 ] 等贵金属的特性进行了研 究。虽然游离菌体可从溶液中吸附回收贵金属 ,但 用游离菌体作为吸附剂存在不少缺点。例如颗粒 小 ,菌体与排出水难以分离 ,菌体无法重复利用等。 如果用固定化技术使菌体固定化就可克服上述缺 点。已有关于固定化菌体吸附重金属的一些报 道 [9 ,10 ] , 但有关贵金属的报道极少[11 ,12 ] 。本文报道 固定化弗劳地柠檬酸杆菌 XP05 吸附 Pt4 + 的特性及 其从废铂催化剂处理液回收铂的研究结果。 1 材料与方法 111 菌体的培养与制备 培养基与培养条件 : 斜面培养 :培养基为牛肉膏 013～015 g ,蛋白胨 115 g ,NaCl 015 g ,琼脂 2 g ,蒸馏水 100 mL ,pH 712～ 714 ,30 ℃培养 24 h。 液体种子培养 :培养基除不加琼脂外 ,其他成份 与斜面培养基相同 ,250 mL 三角瓶装培养基 50 mL , 接斜面菌种一环 ,30 ℃下振荡培养 18 h。 扩大培养 :培养基与液体种子培养基相同 ,500 mL 三角瓶装培养基 100 mL ,接种子液 5 mL ,30 ℃下 振荡培养 24 h。 菌体的制备 :培养物经离心(3500 rΠmin ,15 min) 收集菌体 ,用去离子水洗涤 2～3 次 ,菌体于 80 ℃下 烘干 ,冷却研磨(过 150 目筛) ,死的干菌体粉置干燥 器中室温保存备用。 112 固定化菌体的制备 固定化 XP05 菌体的制备如下 : 卡拉胶包埋法 :将 4 g 卡拉胶、1gXP05 菌体加入 100 mL 生理盐水中 ,加热使卡拉胶溶解后于 4 ℃冰 箱中放置 30 min ,用刀片切成边长 2 mm 左右的胶 块 ,然后在 013 molΠL KCl 溶液中浸泡 4 h ,蒸馏水洗 净后备用。 明胶2海藻酸钠包埋法 :称取 5 g 明胶、1 g 海藻 酸钠和 1gXP05 菌体 ,混匀后加入 100 mL 蒸馏水 ,加 热并搅拌使明胶和海藻酸钠溶解 ,然后冷却至室温 , 用带有 9 号针头的注射器挤入含 4 %CaCl2 的饱和 硼酸溶液中并不断搅拌 ,静置固化 4 h 后用蒸馏水 © 1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved