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  • 高選擇性重組基因工程菌治理含汞廢水

    高選擇性重組基因工程菌治理含汞廢水


    1 實(shí)驗(yàn)材料
    實(shí)驗(yàn)中所用的菌株為廈門大學(xué)化學(xué)工程與生物工程系生物工程實(shí)驗(yàn)室利用大腸桿菌E.coliBL21(DE3)為宿主菌,經(jīng)帶有汞操縱子基因和金屬硫蛋白編碼基因的重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化而得到的基因工程菌。汞操縱子基因在細(xì)胞膜處表達(dá)出高特異性的外膜汞結(jié)合蛋白和內(nèi)膜汞轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,同時(shí)金屬硫蛋白基因在細(xì)胞體內(nèi)表達(dá)出對(duì)重金屬有高結(jié)合能力的金屬硫蛋白。金屬硫蛋白是一組富含巰基的低分子量蛋白質(zhì),它既可高容量地結(jié)合重金屬離子,又可在細(xì)胞體內(nèi)消除重金屬離子對(duì)細(xì)胞本身的毒害作用。為便于重組菌株的篩選,在重組質(zhì)粒中引入了氨芐(Amp)和卡那(Kan)兩種抗生素選擇性標(biāo)記。
    基本培養(yǎng)基為LB培養(yǎng)基(g/L):蛋白胨10.0;酵母提取物5.0;NaClO。
    2 實(shí)驗(yàn)方法
    2.1菌種保存
    在500mL搖瓶中將重組菌接種到200mL含50mg/L氨芐霉素和30mg/L卡那霉素的LB培養(yǎng)基中,在37℃下振蕩培養(yǎng)至OD600約為4(振蕩速率為170min),在1.5mL無菌微型離心管中加入870 L細(xì)菌培液中和130 L88%的甘油,混合后用液氮速冷,然后保存在-80℃。
    2.2汞離子的生物富集
    在l000mL搖瓶中裝入300mLLB培養(yǎng)液,加入50mg/L氨芐霉素和30mg/L卡那霉素,然后接入lmI細(xì)菌~甘油培養(yǎng)液,在37℃下振蕩(振蕩速率為170rain)培養(yǎng)至過夜.取少量菌液接種到相同的LB培養(yǎng)液中,使初始菌體密度為OD400值0.1~0.3,37℃下振蕩培養(yǎng)至OD6000.5~0.7時(shí)添加誘導(dǎo)物異丙基硫代半乳糖苷(IPTG)至終濃度為1.0mM.再次振蕩培養(yǎng)4h,4℃下離心收獲菌體待用.菌體在使用前先用磷酸緩沖液洗滌,然后懸浮于含不同濃度汞離子的模擬電解廢水中,在37℃下振蕩培養(yǎng)1h,離心收集菌體。為測(cè)量菌體內(nèi)所富集的汞離子含量,將收集的菌體干燥后用70%的高純度硝酸溶液消化過夜??疾旄患俾蕰r(shí),在不同的時(shí)間用0.2 m孔徑的醋酸纖維膜收集菌體,以使菌體和處理液盡快分離開來。由于重金屬離子易于被容器器壁吸附而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差,實(shí)驗(yàn)中所用的所有導(dǎo)管和玻璃容器使用前都用20%的硝酸溶液浸泡過夜,然后用去離子水浸洗干凈。
    3 結(jié)論
    經(jīng)重組基因轉(zhuǎn)化的基因工程菌具有很強(qiáng)的從廢水中富集汞離子的能力。廢水中共存離子的存在加快了重組菌的富集速率,但卻導(dǎo)致菌體的平衡富集能力下降了30%。pH的變化對(duì)重組菌的富集行為影響很小,且重組菌對(duì)汞離子的富集能力比一般的生物吸附法有很明顯的提高。


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