微生物固定化载体

微生物固定化载体

固定化微生物技术是将特选的微生物固定在选证的载体上，限制或定位于一定的空间区域．使其高度密集并保持生物活性，在适宜条件下能够快速、大量增殖的现代生物技术。固定化微生物具有生物浓度易控制、耐毒害能力强、菌种流失少、产物易分离、运行设备小型化等特点。近年来固定化微生物技术的研究非常活跃，发展很快，已遍及环境保护、食品工业、化学分析、能源开发、医学和制药等多种领域，并得到了广泛的应用。同时，对载体材料的性能也提出了更高的要求。载体材料的性能对固定化微生物功能的发挥起着至关重要的作用，有关固定化载体材料的研究也就显得非常重要

1.微生物固定化对载体材料的要求

载体材料的主要作用是为微生物提供栖息和繁殖的稳定环境。根据所固定的微生物种类以及固定化方法与工艺的不同，需要制备不同的周定化载体材料。制备合适的载体材料是固定化细胞技术的关键，在选择和制备载体材料时，必须考虑所固定微生物的生理习性及其应用的环境条件。一般情况下。理想载体应该具有以下特征：(1)载体对细胞呈惰性，对微生物无毒害；(2)具有高的载体活性，固定化细胞密度大；(3)力学强度和化学稳定性好，耐微生物分解；(4)操作简便，易于成型；(5)底物和产物的扩散阻力小，具有良好的传质性能；(6)微生物的活性回收率要高，能较长时间使用和重复使用；(7)原料易得，成本低。

2.固定化载体材料的种类

2.1天然载体材料

天然无机类载体材料主要有沙粒、沸石、硅藻土等。天然有机载体材料的究和应用较多，它们主要是天然多糖类材料，如纤维素及其衍生物、琼脂、角叉莱胶、海藻酸盐、卡拉胶。

2.2合成高分子载体

该类材料应用较多的主要是聚乙烯醇、聚乙二醇、聚氨酯、羧甲基纤维素等。

2.3人工无机载体材料

多孔陶瓷、活性炭、微孔玻璃、泡沫金属等人造无机载体，大多具有多孔结构，在与微生物接触时，利用吸附作用和电荷效应把微生物固定。表1为具体固定化载体固定微生物的吸附物质的效果表。表2位固定化载体的特性。

表1常见的固定化载体

3.固定化微生物吸附铂钯

国内少有文献报道利用海藻酸钠、PV A、壳聚糖、生物炭等固定化载体固定化微生物吸附铂钯的研究，吸附重金属离子与净化废水的研究较多。有研究表明，PVA中添加SA可以避免固定化颗粒制备过程中的粘连现象，改善PVA的成球性，以生物炭为载体制备固定化菌剂投加入土壤后，会促进污染物由土壤向固定化载体迁移，使固定化载体同时富集微生物和污染物，增加微生物和污染物的接触，实现污染物的富集－降解一体化，有助于促进土壤修复效果。综合以上，又考虑到固定化载体的成本，结合实验室的条件，故可以设计以下实验：

（1）利用海藻酸钠做为固定化载体，固定大肠杆菌或普罗维斯登菌，吸附重金属离子研究。

（2）利用PV A做为固定化载体，固定大肠杆菌或普罗维斯登菌，吸附重金属离子

研究。

（3）利用生物炭做为固定化载体，固定大肠杆菌或普罗维斯登菌，吸附重金属离子研究。

（4）利用以上三种材料的两两混合或者三者混合做为固定化载体，固定大肠杆菌或普罗维斯登菌，吸附重金属离子研究。