CN104591334B - 一种紫球藻胞外多糖吸附金属离子的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于生物吸附剂处理废水中金属离子的技术领域，尤其涉及一种紫球藻胞外多糖吸附金属离子的方法，其特征在于包括以下步骤：紫球藻的培养；紫球藻中胞外多糖的提取；紫球藻胞外多糖对金属离子的吸附；紫球藻胞外多糖的解吸附。本发明的有益效果是：能够防止贮液槽内的液体溢出，如果碰到第三液位探头出故障的情况，报警器便会发出报警警报，能有效避免物料的浪费及故障的发生，保证了灌装质量。
Description
技术领域
本发明属于生物吸附剂处理废水中金属离子的技术领域，尤其涉及一种紫球藻胞外多糖吸附金属离子的方法。
背景技术
随着社会发展与技术进步，对分离材料提出了新的要求：吸附量要大、吸附速度要快，选择吸附能力大，可将溶液中的所需物质或有害物质有选择性地吸附并分离出来，脱附容易，能反复使用；价格便宜、经久耐用、来源广泛；可以多种形式使用；分离技术简单、能耗少、品种多，可根据不同要求使用不同品种。
鉴于以上要求，生物吸附材料以其独有的优势进入了人们的视野，国内外许多学者都围绕生物吸附剂进行了广泛而深入的研究。生物吸附剂是一种特殊的离子交换剂，与常规的离子交换剂不同，起作用的是生物细胞，也主要有菌体、藻类和细胞提取物。
藻类细胞壁是由纤维素、果胶质、藻酸铵盐多糖和半聚乳糖硫酸酯等多层微纤维组成的多孔结构，具有较大的表面积。同时，细胞壁上的多糖、蛋白质、磷脂等多聚复合体给藻类提供了大量可以与金属离子结合的官能团，如氨基、硫基、疏基、羟基、羧基、咪唑基、硫酸根、酚、醛基、酰胺基等，这些官能团能合理排列在具有较大表面的藻类细胞壁上。与金属离子充分接触，其中有些可以失去质子而带负电荷，靠静电引力吸附金属离子；有的带孤对电子，可与金属离子形成配位键而络合吸附金属离子。同时，细胞壁上还带有一定电荷和粘性，更增加了其对金属离子的吸附能力。
紫球藻在整个生长周期都不断释放胞外多糖，使培养液的相对粘度不断增加。紫球藻胞外多糖是一个分子量极大(大约7×106Da)的杂居硫酸酯多糖，国内对球藻及螺旋藻多糖的分离提取工艺已有许多研究，包括料液比、温度、时间等因素的优化，但在紫球藻多糖的分离提取方面研究的还不够深入，阻碍了该多糖的应用于开发；因而有必要对该多糖的分离、纯化等研究方法做进一步的优化研究。
紫球藻是一种具有开发前途的微藻，但是目前的研究距工业化开发生产还有一段距离，还存在许多问题。在过去的几十年里，人们虽然已在藻种的驯化、选育和工业化培养方面开展了大量工作并积累了相当的经验，但生产效率低下、成本偏高、产品质量偏低等依然是紫球藻生产面临的主要难题，如何缩短其培养周期，提高生长速率是紫球藻应用的关键问题，由于生产成本较高，从而使紫球藻生物活性物质的市场价格较高。
基于藻类细胞良好的吸附能力，且具有吸附速度快、不造成二次污染的诸多优点，通过对紫球藻胞外多糖的筛选、回收及纯化等螯合技术，在低成本运营下获得最高多糖产率，本申请开发的高效、环保型紫球藻胞外多糖吸附剂，能有效的吸附水体中的重金属或贵金属离子，在水处理与环境净化领域均有着广阔的引用前景，对节约资源，保护环境也具有重要意义。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种紫球藻胞外多糖吸附金属离子的方法，得到的紫球藻胞外多糖含量高，能大量的吸附金属离子，并且吸附金属离子后的紫球藻胞外多糖能够进行解吸附，反复利用率高。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种紫球藻胞外多糖吸附金属离子的方法，其特征在于包括以下步骤：紫球藻的培养；紫球藻中胞外多糖的提取；紫球藻胞外多糖对金属离子的吸附；紫球藻胞外多糖的解吸附。
所述紫球藻的培养步骤包括接种藻液的准备和紫球藻的培养，所述接种藻液的准备步骤为：将对数期的藻液离心，弃掉上清液，用无菌双蒸水洗涤，离心，弃上清液取出吸附性的营养，重复两次，将藻液接种到培养基中培养；
所述紫球藻的培养过程为：以KOCH培养基为基础，在KOCH培养基中加入1.5％的琼脂，将培养基制备好，在无菌室内超净工作台上，待培养基温度降低而未凝固时，将藻液涂在培养基的表面，使藻群在平板表面生长，将其倒置在培养架上培养，培养室温度为25℃，培养架的温度为25℃±2℃，用日光灯照射，所用光强范围为1500-8000Lx，在一定的光周期下，在培养基中加入0-1600mg/L的碳源、0.5-2mmol/L的氮源、质量分数1-3％的盐溶液以及质量分数0-4％的葡萄糖静置培养，通气速率200-400l/h，调节PH在7-10，每天固定时间摇瓶4次，振荡培养的频率为100-120次/分。
所述紫球藻胞外多糖的提取工艺为：取10ml对数期的藻悬液，在离心机上以4000r/min的离心速度离心15min后取上层清夜，用0.45μm的微孔滤膜过滤，加入乙醇沉淀，使用Sevag除去蛋白，用苯酚-硫酸定糖法测定多糖含量，即用乙醇沉淀，收集沉淀后蒸馏水洗涤2次，烘干至恒重，电子天平称重并保存；
或者将藻悬液用超声波破碎得到紫球藻的破碎液，将破碎液与水按照质量1:4进行水浴抽提，得到的抽提液经过两层滤纸过滤，滤液真空浓缩后得到浓缩液，将浓缩液脱掉蛋白后再次进行过滤，得到的滤液用4倍滤液体积95％的乙醇沉淀24h过滤，得到的滤饼用同藻液体积的水复溶，配置的溶液用自来水透析24h、再用蒸馏水透析24h，将得到的透析液冷冻干燥得到多糖。
所述紫球藻胞外多糖对金属离子的吸附步骤为：获取含金属离子的溶液，调整所述溶液的pH值范围为0-14，向溶液添加生物质吸附剂，所述生物质吸附剂的添加量为每升溶液20-40克，搅拌过滤得到富集有金属离子的生物质吸附剂。
紫球藻胞外多糖的解吸附：将上述吸附了金属离子的紫球藻吸附剂加入到碱性溶液或盐溶液中进行解吸附，测量紫球藻吸附剂的解吸附率。
所述紫球藻吸附剂的解吸附在0.1mol/L的碳酸钠溶液中、25℃及PH＝1的条件下进行。
所述KOCH培养基的组成及各组成的含量为：KNO3：0.75g/L，KH2PO4：0.025g/L，MgSO4·7H2O：0.2g/L，柠檬酸铁(1％)：0.0025g，土壤浸出液：10g/L，海水500g/L，蒸馏水500g/L。
所述土壤浸出液是由下述步骤配置而成：取土壤0.5kg至烧杯或三角瓶中加蒸馏水1000ml，瓶口用透气塞封口，在水浴中沸水加热2小时，冷却后在无菌条件下过滤，取上清液，将灭菌蒸馏水加入上清液至总体积1000ml，得到所述土壤浸出液。
所述紫球藻的培养条件为：光照强度为2500Lx，光周期为14L：10D；盐度1％；碳酸氢钠浓度为400-1200mg/L；葡萄糖浓度为1％；通气速率为280l/h，PH＝9，振荡培养。
所述碳源为乳糖、葡萄糖、蔗糖、碳酸氢钠、无水乙酸钠中的一种，所述氮源为硝酸钾、硝酸钠、氯化铵、硫酸铵、醋酸铵中的一种。
本发明的有益效果是：利用平板式光合生物反应器进行紫球藻规模化培养，从而获取大量的物量，并且选出了合适的通气速率，使得紫球藻在合适的条件下生存，生产出足够量的胞外多糖紫球藻，能在最佳的紫球藻生长条件下培养紫球藻，通过增加紫球藻中胞外多糖的含量及改善胞外多糖的提纯条件，进而增加紫球藻胞外多糖对金属离子的吸附量，另外在本发明的条件下紫球藻胞外糖解吸附的能力强，循环使用率高，成本低、而且满足了当今社会节能环保的要求。使得利用本发明的方法得到的紫球藻胞外多糖含量高达54％，胞外多糖的提取率可达86.4％，能大量的吸附金属离子，吸附率为98.6％，吸附金属离子后的紫球藻胞外多糖能够进行解吸附率最高可达99％，反复利用率高。本发明的吸附剂是一种高效、环保型紫球藻胞外多糖吸附剂，能有效的吸附水体中的重金属或贵金属离子，在水处理与环境净化领域均有着广阔的引用前景，对节约资源，保护环境也具有重要意义。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的一种具体实施方式做出说明。
本发明提供一种紫球藻胞外多糖吸附金属离子的方法，其特征在于包括以下步骤：紫球藻的培养；紫球藻中胞外多糖的提取；紫球藻胞外多糖对金属离子的吸附；紫球藻胞外多糖的解吸附。
所述紫球藻的培养步骤包括接种藻液的准备和紫球藻的培养，所述接种藻液的准备步骤为：将对数期的藻液离心，弃掉上清液，用无菌双蒸水洗涤，离心，弃上清液取出吸附性的营养，重复两次，将藻液接种到培养基中培养；
所述紫球藻的培养过程为：以KOCH培养基为基础，在KOCH培养基中加入1.5％的琼脂，将培养基制备好，在无菌室内超净工作台上，待培养基温度降低而未凝固时，将藻液涂在培养基的表面，使藻群在平板表面生长，将其倒置在培养架上培养，培养室温度为25℃，培养架的温度为25℃±2℃，飞利浦日光灯管提供光源，用照度计测量光强为2500Lx，试验所用光强范围为1500-8000Lx，在一定的光周期下，在培养基中加入0-1600mg/L的碳源、0.5-2mmol/L的氮源、质量分数1-3％的盐溶液以及质量分数0-4％的葡萄糖静置培养，每天固定时间摇瓶4次，振荡培养的频率为100-120次/分。
所述紫球藻胞外多糖的提取工艺为：取10ml对数期的藻悬液，在离心机上以4000r/min的离心速度离心15min后取上层清夜，用0.45μm的微孔滤膜过滤，加入乙醇沉淀，使用Sevag除去蛋白，用苯酚-硫酸定糖法测定多糖含量，即用乙醇沉淀，收集沉淀后蒸馏水洗涤2次，烘干至恒重，电子天平称重并保存；
或者将藻悬液用超声波破碎得到紫球藻的破碎液，将破碎液与水按照质量1:4进行水浴抽提，得到的抽提液经过两层滤纸过滤，滤液真空浓缩后得到浓缩液，将浓缩液脱掉蛋白后再次进行过滤，得到的滤液用4倍滤液体积95％的乙醇沉淀24h过滤，得到的滤饼用同藻液体积的水复溶，配置的溶液用自来水透析24h、再用蒸馏水透析24h，将得到的透析液冷冻干燥得到多糖。
所述紫球藻胞外多糖对金属离子的吸附步骤为：获取含金属离子的溶液，调整所述溶液的pH值范围为0-14，向溶液添加生物质吸附剂，所述生物质吸附剂的添加量为每升溶液20克，搅拌过滤得到富集有金属离子的生物质吸附剂。
解吸附的步骤为：将上述吸附了金属离子的紫球藻吸附剂加入到碱性溶液或盐溶液中进行解吸附，测量紫球藻吸附剂的解吸附率。
所述紫球藻吸附剂的解吸附在0.1mol/L的碳酸钠溶液中、25℃及PH＝1的条件下进行。
所述KOCH培养基的组成及各组成的含量为：KNO3:0.75g/L，KH2PO4:0.025g/L，MgSO4·7H2O:0.2g/L，柠檬酸铁(1％)：0.0025g，土壤浸出液：10g/L，海水500g/L，蒸馏水500g/L。
所述土壤浸出液是由下述步骤配置而成：取土壤0.5kg至烧杯或三角瓶中加蒸馏水1000ml，瓶口用透气塞封口，在水浴中沸水加热2小时，冷却后在无菌条件下过滤，取上清液，将灭菌蒸馏水加入上清液至总体积1000ml，得到所述土壤浸出液。
所述紫球藻的培养条件为：光照强度为2500Lx，光周期为14L：10D；盐度1％；碳酸氢钠浓度为400-1200mg/L；葡萄糖浓度为1％，PH＝9；通气速率为280l/h，振荡培养。
所述碳源为乳糖、葡萄糖、蔗糖、碳酸氢钠、无水乙酸钠中的一种，所述氮源为硝酸钾、硝酸钠、氯化铵、硫酸铵、醋酸铵中的一种。
实施例1：选用取用来自中科院的紫球藻，由本单位每两周转接到新鲜的培养基中，保持藻种的活力。首先进行紫球藻的培养，先配置KOCH培养基。土壤浸出液是由下述步骤配置而成：取土壤0.5kg至烧杯或三角瓶中加蒸馏水1000ml，瓶口用透气塞封口，在水浴中沸水加热2小时，冷却后在无菌条件下过滤，取上清液，将灭菌蒸馏水加入上清液至总体积1000ml，得到土壤浸出液，的组成及各组成的含量为：将KNO3：0.75g/L，KH2PO4：0.025g/L，MgSO4·7H2O：0.2g/L，柠檬酸铁(1％)：0.0025g，土壤浸出液：10g/L，海水500g/L，蒸馏水500g/L混合在一起，制得KOCH培养基。
然后以KOCH培养基为基础，在KOCH培养基中加入1.5％的琼脂，将培养基制备好，在无菌室内超净工作台上，待培养基温度降低而未凝固时，将对数期的藻液离心，弃掉上清液，用无菌双蒸水洗涤，离心，弃上清液取出吸附性的营养，重复两次，将藻液接种到培养基的表面，使藻群在平板表面生长，将其倒置在培养架上培养，培养室温度为25℃，培养架的温度为25℃±2℃，飞利浦日光灯管提供光源，用照度计测量光强为2500Lx，试验所用光强范围为1500Lx，光周期为12L：12D，在培养基中加入1600mg/L的碳酸氢钠、0.5mmol/L的氯化铵、质量分数3％的盐溶液以及质量分数2％的葡萄糖静置培养，每天固定时间摇瓶4次，通气速率200l/h，调节PH在10，每天固定时间摇瓶4次，振荡培养的频率为100次/分。
培养10天后，取对数期的藻悬液，在离心机上以4000r/min的离心速度离心15min后取上层清夜，用0.45μm的微孔滤膜过滤，加入95％的乙醇沉淀，使用Sevag除去蛋白，样液与Sevag试剂的比例1:2，醇沉时间为1小时，用苯酚-硫酸定糖法测定多糖含量，即用乙醇沉淀，乙醇沉淀取出残糖、低聚糖和其它醇溶性杂质，不同分子量的糖组分在乙醇中的溶解度不同，分子量的大小同其在乙醇中的溶解度成反比，低聚糖的去除就是利用该原理。在乙醇沉淀的过程中，要尽量减少醇沉淀的次数，以免在去除残糖的同时也造成多糖的损失。收集沉淀后蒸馏水洗涤2次，烘干至恒重，电子天平称重并保存；得到的紫球藻胞外多糖含量为42％。
然后将获得的紫球藻胞外多糖对金属离子进行吸附，具体吸附步骤为：获取含金属离子的碱性溶液，调整所述溶液的pH值范围为2，向溶液添加生物质吸附剂，所述生物质吸附剂的添加量为每升溶液20克，搅拌过滤得到富集有金属离子的生物质吸附剂。经测量紫球藻胞外多糖的吸附率可达89.4％。
测完紫球藻胞外多糖的吸附率后进一步研究其解吸附率，以检验其是否可以循环利用。解吸附的步骤为：将上述吸附了金属离子的紫球藻吸附剂加入到0.1mol/L的碳酸钠溶液或0.1mol/L的氯化钠盐溶液中，在室温下进行解吸附，测量紫球藻吸附剂在碳酸钠中的解吸附率为92.3％，而在氯化钠盐溶液中的解吸附率为84.7％。
实施例2：培养时，将紫球藻在光照强度为2500Lx、通气速率300l/h，调节PH＝7，每天固定时间摇瓶4次，振荡培养的频率为120次/分的条件下进行试验，光周期18L：6D，碳酸氢钠浓度为1200mg/L；蔗糖浓度为1％，氮源选择1mmol/L的硫酸铵，质量分数3％的盐溶液，得到的紫球藻胞外多糖含量为52％，生物质吸附剂的添加量为每升溶液30克，紫球藻胞外多糖在PH＝14时吸附率只有27.5％，PH＝6的吸附率为73.4％，PH＝4的吸附率:81.6％，PH＝2的吸附率为86.8％，而PH＝1时吸附率可达94.2％。测量紫球藻吸附剂在碳酸钠中的解吸附率为98.3％，而在氯化钠盐溶液中的解吸附率为87.5％，其他条件与实施例1相同。
实施例3：将紫球藻在光照强度为3000Lx的条件下进行试验，通气速率300l/h，调节PH＝8，光周期12L：12D，碳酸氢钠浓度为800mg/L；葡萄糖浓度为2％，氮源选择1mmol/L的硫酸铵，得到的紫球藻胞外多糖含量为49％，紫球藻胞外多糖在PH＝14时吸附率只有32.5％，PH＝6的吸附率为73.4％，PH＝2的吸附率为84.8％，而PH＝1时吸附率可达93.2％。其他条件与实施例1相同。测量紫球藻吸附剂在碳酸钠中的解吸附率为96.8％，而在氯化钠盐溶液中的解吸附率为89.5％，其他条件与实施例1相同。
实施例4：培养室温度为25℃，培养架的温度为25℃±2℃，飞利浦日光灯管提供光源，用照度计测量光强为2500Lx，通气速率200l/h，PH＝8，试验所用光强范围为8000Lx，光周期为16L：8D，在培养基中加入1200mg/L的乳糖、0.5mmol/L的硝酸钾、质量分数2％的盐溶液以及质量分数3％的葡萄糖静置培养，每天固定时间摇瓶4次，振荡培养的频率为100-120次/分。
培养10天后，取对数期的藻悬液，将藻悬液用超声波破碎得到紫球藻的破碎液，将破碎液与水按照质量1:4进行水浴抽提，得到的抽提液经过两层滤纸过滤，滤液真空浓缩后得到浓缩液，将浓缩液脱掉蛋白后再次进行过滤，得到的滤液用4倍滤液体积95％的乙醇沉淀24h过滤，得到的滤饼用同藻液体积的水复溶，配置的溶液用自来水透析24h、再用蒸馏水透析24h，将得到的透析液冷冻干燥得到多糖，烘干至恒重，电子天平称重并保存；得到的紫球藻胞外多糖含量为46％。
然后将获得的紫球藻胞外多糖对金属离子进行吸附，具体吸附步骤为：获取含金属离子的碱性溶液，调整所述溶液的pH值范围为1，向溶液添加生物质吸附剂，所述生物质吸附剂的添加量为每升溶液30克，搅拌过滤得到富集有金属离子的生物质吸附剂。经测量紫球藻胞外多糖的吸附率可达88.4％。
测完紫球藻胞外多糖的吸附率后进一步研究其解吸附率，以检验其是否可以循环利用。解吸附的步骤为：将上述吸附了金属离子的紫球藻吸附剂加入到0.1mol/L的碳酸钠溶液或0.1mol/L的氯化钠盐溶液中，在室温下进行解吸附，测量紫球藻吸附剂在碳酸钠中的解吸附率为90.3％，而在氯化钠盐溶液中的解吸附率为81.4％。
实施例5：将紫球藻在如下条件下培养：光照强度为6000Lx，光周期为14L：10D；盐度1％；碳酸氢钠浓度为400mg/L；葡萄糖浓度为1％；通气速率为400l/h，PH＝8，振荡培养；处理方式与实施例4相同，得到的紫球藻胞外多糖含量为54％，紫球藻胞外多糖在PH＝14时吸附率为22.5％，PH＝6的吸附率为68.4％，PH＝4的吸附率:79.6％，PH＝2的吸附率为89.9％，而PH＝1时吸附率可达98.6％。测量紫球藻吸附剂在碳酸钠中的解吸附率为99％，而在氯化钠盐溶液中的解吸附率为90.5％，其他条件与实施例4相同。
实施例6：用照度计测量光强为2500Lx，试验所用光强范围为1500Lx，光周期为18L：6D，通气速率350l/h，PH＝8，在培养基中加入600mg/L的无水乙酸钠、2mmol/L的醋酸铵、质量分数2％的盐溶液以及质量分数4％的无水乙酸钠静置培养，每天固定时间摇瓶4次，振荡培养的频率为100-120次/分。
培养10天后，取对数期的藻悬液，在离心机上以4000r/min的离心速度离心15min后取上层清夜，用0.45μm的微孔滤膜过滤，加入95％的乙醇沉淀，使用Sevag除去蛋白，样液与Sevag试剂的比例1:2，醇沉时间为1.5小时，氯仿与正丁醇的比例为4:1，样液与Sevag试剂的比例1:2，作用时间为15min，用苯酚-硫酸定糖法测定多糖含量，即用乙醇沉淀，乙醇沉淀取出残糖、低聚糖和其它醇溶性杂质，不同分子量的糖组分在乙醇中的溶解度不同，分子量的大小同其在乙醇中的溶解度成反比，低聚糖的去除就是利用该原理。在乙醇沉淀的过程中，要尽量减少醇沉淀的次数，以免在去除残糖的同时也造成多糖的损失。收集沉淀后蒸馏水洗涤2次，烘干至恒重，电子天平称重并保存；得到的紫球藻胞外多糖产量为37.296mg/L，紫球藻胞外多糖含量为48％。
然后将获得的紫球藻胞外多糖对金属离子进行吸附，具体吸附步骤为：获取含金属离子的氢氧化钠溶液，调整所述溶液的pH值范围为1，向溶液添加生物质吸附剂，所述生物质吸附剂的添加量为每升溶液20克，搅拌过滤得到富集有金属离子的生物质吸附剂。经测量紫球藻胞外多糖的吸附率可达94.4％。
测完紫球藻胞外多糖的吸附率后进一步研究其解吸附率，以检验其是否可以循环利用。解吸附的步骤为：将上述吸附了金属离子的紫球藻吸附剂加入到0.1mol/L的碳酸钠溶液或0.1mol/L的氯化钠盐溶液中，在室温下进行解吸附，测量紫球藻吸附剂在碳酸钠中的解吸附率为97.3％，而在氯化钠盐溶液中的解吸附率为83.7％。
实施例7：将紫球藻在如下条件下培养：光照强度为1500Lx，光周期为24L：0D，盐度3％，碳酸氢钠浓度为1000mg/L，葡萄糖浓度为1％，通气速率280l/h，PH＝9，振荡培养。紫球藻的提纯工艺为：乙醇浓度50％，乙醇用量为1倍体积，醇沉时间为0.5小时，氯仿与正丁醇的比例4：1，样液与Sevag试剂的比例2:1，作用时间为45min；紫球藻的产量为33.784mg/L，紫球藻的胞外多糖含量为51.8％。紫球藻胞外多糖在PH＝14时吸附率为32.4％，PH＝6的吸附率为70.5％，PH＝4的吸附率:80.6％，PH＝2的吸附率为87.9％，而PH＝1时吸附率可达95.8％。测量紫球藻吸附剂在碳酸钠中的解吸附率为98％，而在氯化钠盐溶液中的解吸附率为89％，其他条件与实施例6相同。
实施例8：将紫球藻在如下条件下培养：光照强度为2500Lx，光周期为14L：10D；盐度1％；碳酸氢钠浓度为800mg/L；葡萄糖浓度为1％，PH＝9；通气速率为280l/h，振荡培养。紫球藻的提纯工艺为：乙醇浓度95％，乙醇用量为1倍体积，醇沉时间为0.5小时，氯仿与正丁醇的比例4：1，样液与Sevag试剂的比例1:2，作用时间为45min；紫球藻的产量为33.784mg/L，紫球藻的胞外多糖含量为54.0％，提取率高达86.4％。紫球藻胞外多糖在PH＝14时吸附率为32.4％，PH＝6的吸附率为70.5％，PH＝4的吸附率:80.6％，PH＝2的吸附率为87.9％，而PH＝1时吸附率可达98.6％。测量紫球藻吸附剂在碳酸钠中的解吸附率为99％，而在氯化钠盐溶液中的解吸附率为89％，其他条件与实施例6相同。
上述各个实施例中使用的苯酚、葡萄糖、氯仿、正丁醇、95％乙醇等试剂均为分析纯试剂。本发明可有效取出铜离子、铬离子、镍离子等金属离子，去除效率高，可重复利用，成本低且节能环保。
选用苯酚-硫酸法测定多糖的含量，该法的原理为：苯酚-硫酸试剂可与游离的糖或寡糖、多糖中的己糖、糖醛酸等起显色反应，己糖在490nm处有最大吸收值，吸收值与糖含量呈线性关系。标准曲线的制作：准确称取葡萄糖20mg置于500ml容量瓶中，加水至刻度，分别吸取0ml、0,4ml、0.6ml、0.8ml、1.0ml、1.2ml、1.4ml、1.6ml、1.8ml，各以水补至2.0ml，置于9支10ml具塞试管中，加入6％苯酚1.0ml及浓硫酸5.0ml，静置10分钟，摇匀，室温放置20分钟，于490nm处测量光密度，记录各管的吸光值，以多糖浓度为横坐标，吸光值为纵坐标，制作标准曲线。通过标准曲线可以得到其他情况的多糖含量。
以上对本发明的几个实例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (9)
1.一种紫球藻胞外多糖吸附金属离子的方法，其特征在于包括以下步骤：紫球藻的培养；紫球藻中胞外多糖的提取；紫球藻胞外多糖对金属离子的吸附；紫球藻胞外多糖的解吸附；
其中所述紫球藻的培养步骤包括接种藻液的准备和紫球藻的培养，所述接种藻液的准备步骤为：将对数期的藻液离心，弃掉上清液，用无菌双蒸水洗涤，离心，弃上清液取出吸附性的营养，重复两次，将藻液接种到培养基中培养；
所述紫球藻的培养过程为：以KOCH培养基为基础，在KOCH培养基中加入1.5％的琼脂，将培养基制备好，在无菌室内超净工作台上，待培养基温度降低而未凝固时，将藻液涂在培养基的表面，使藻群在平板表面生长，将其倒置在培养架上培养，培养室温度为25℃，培养架的温度为25℃±2℃，用日光灯照射，所用光强范围为1500-8000Lx，在一定的光周期下，在培养基中加入0-1600mg/L的碳源、0.5-2mmol/L的氮源、质量分数1-3％的盐溶液以及质量分数0-4％的葡萄糖培养，通气速率200-400L/h，调节pH在7-10，每天固定时间摇瓶4次，振荡培养的频率为100-120次/分。
2.根据权利要求1所述的紫球藻胞外多糖吸附金属离子的方法，其特征在于所述紫球藻胞外多糖的提取工艺为：取10ml对数期的藻悬液，在离心机上以4000r/min的离心速度离心15min后取上层清液，用0.45μm的微孔滤膜过滤，加入乙醇沉淀，使用Sevag法除去蛋白，用苯酚-硫酸定糖法测定多糖含量，即用乙醇沉淀，收集沉淀后蒸馏水洗涤2次，烘干至恒重，电子天平称重并保存；
或者将藻悬液用超声波破碎得到紫球藻的破碎液，将破碎液与水按照质量1:4进行水浴抽提，得到的抽提液经过两层滤纸过滤，滤液真空浓缩后得到浓缩液，将浓缩液脱掉蛋白后再次进行过滤，得到的滤液用4倍滤液体积的乙醇沉淀24h过滤，得到的滤饼用同藻液体积的水复溶，配置的溶液用自来水透析24h、再用蒸馏水透析24h，将得到的透析液冷冻干燥得到多糖。
3.根据权利要求1所述的紫球藻胞外多糖吸附金属离子的方法，其特征在于所述紫球藻胞外多糖对金属离子的吸附步骤为：获取含金属离子的溶液，调整所述溶液的pH值范围为0-14，向溶液添加生物质吸附剂，所述生物质吸附剂的添加量为每升溶液20-40克，搅拌过滤得到富集有金属离子的生物质吸附剂。
4.根据权利要求1所述的紫球藻胞外多糖吸附金属离子的方法，其特征在于所述紫球藻胞外多糖的解吸附步骤为：将上述吸附了金属离子的紫球藻吸附剂加入到碱性溶液或盐溶液中进行解吸附，测量紫球藻吸附剂的解吸附率。
5.根据权利要求4所述的紫球藻胞外多糖吸附金属离子的方法，其特征在于所述紫球藻胞外多糖的解吸附在0.1mol/L的碳酸钠溶液中、25℃的条件下进行。
6.根据权利要求1所述的紫球藻胞外多糖吸附金属离子的方法，其特征在于所述KOCH培养基的组成及各组成的含量为：KNO3：0.75g/L，KH2PO4：0.025g/L，MgSO4·7H2O：0.2g/L，柠檬酸铁：0.0025g，土壤浸出液：10g/L，海水500g/L，蒸馏水500g/L。
7.根据权利要求6所述的紫球藻胞外多糖吸附金属离子的方法，其特征在于所述土壤浸出液经下述步骤配置而成：取土壤0.5kg至烧杯或三角瓶中加蒸馏水1000ml，瓶口用透气塞封口，在水浴中沸水加热2小时，冷却后在无菌条件下过滤，取上清液，将灭菌蒸馏水加入上清液至总体积1000ml，得到所述土壤浸出液。
8.根据权利要求1所述的紫球藻胞外多糖吸附金属离子的方法，其特征在于所述紫球藻的培养条件为：光照强度为2500Lx，光周期为14L：10D；盐度1％；碳酸氢钠浓度为400-1200mg/L；葡萄糖浓度为1％；通气速率为280L/h，pH＝9，振荡培养。
9.根据权利要求1所述的紫球藻胞外多糖吸附金属离子的方法，其特征在于所述碳源为乳糖、葡萄糖、蔗糖、碳酸氢钠、无水乙酸钠中的一种，所述氮源为硝酸钾、硝酸钠、氯化铵、硫酸铵、醋酸铵中的一种。
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