CN109207468B - 一种快速高效固定化光合细菌的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高效快速固定化光合细菌的方法，属于环保技术领域，既适应于污水处理方面也适应于资源化即光合产氢方面。其具体方法包括：(1)通过富集培养获得高效光合细菌菌株；(2)利用水解法快速获得氢氧化铁胶体；(3)利用光合细菌和氢氧化铁胶体带电荷的性质，将光合细菌接种至氢氧化铁胶体上，增殖培养。本发明基于光合细菌和氢氧化铁间的吸引力作用和光合细菌与Fe3+之间的协同效应。本发明的优点是：方法简便，制备条件要求低，设备简单，能耗小，制备过程无毒性污染物产生，对环境、工作人员安全、质量稳定性高。相比采用包埋对微生物进行固定的方法，本发明可以使底物与菌体直接接触，增加了传质，菌体生物学活性利用率更高。

Description

一种快速高效固定化光合细菌的方法
技术领域
本发明涉及一种高效快速固定化光合细菌的方法，属于环保技术领域。
背景技术
光合细菌(Photosyntheticbacteria，PSB)是一类以光作为能源，能在厌氧光照或好氧黑暗条件下利用自然界中的有机物、硫化物、氨等作为供氢体兼碳源进行光合作用的微生物。光合细菌能降解水体中的亚硝酸盐、硫化物等有毒物质，能忍耐高浓度的有机废水，忍受和分解酚氰等有毒物质，使其在水处理方面具有其它微生物无法替代的优势。由于光合细菌菌体较小，自然沉降困难，在实际应用中存在菌体流失和固液分离两个问题。为了解决这两个问题，就需要不断地培养和添加新鲜菌体，还需要进行固液分离的处理工作，由此造成处理工艺流程复杂，增加处理成本，严重影响了它在生产中的推广应用。为了更好的发挥光合细菌的优势，因此产生了光合细菌固化技术。固定光合细菌是通过一定的技术手段将光合细菌固定在载体上避免菌体流失,提高菌体利用率，简化处理工艺。常见的固定化载体和包埋材料为聚乙烯醇、海藻酸钠、琼脂、明胶等。然而，将光合细菌固定在这些化学载体中常会抑制细胞的生物活性，降低体系的物质传递速率,这些问题在一定程度上影响了光合细菌对有机废水的处理能力。于是，开发廉价、高效的新型载体就成为了固定化微生物技术发展的必然趋势。此外，光合细菌中含有丰富的光合色素，光合色素作为光合机构的重要组成成分，对光合作用过程中光能捕获和传递以及光合作用效率都有重要的影响，而铁是一种生物活性元素，是光合细菌生长所必需的，会影响到光合细菌的光合作用、电子传递、物质合成等很多生命活动的生化反应，而氢氧化铁胶体是一种带正电荷的物质，具有吸附负电荷的特性，细菌含有细胞壁和细胞膜，而细胞壁和细胞膜内含有很多蛋白质，这些蛋白质的等电点较低，而细菌的生长环境偏碱性，故蛋白质带负电，细菌也带负电。因此，可以充分利用这一性质实现光合细菌的快速颗粒化。
发明内容
本发明的目的是提供一种吸附光合细菌形成固定化细菌的方法，该方法提高了游离光合细菌处理有机废水时出水的水质，并利用化学载体固定时不抑制光合细菌的细胞生物活性，提高了体系的传质速率，在保证光合细菌生长活性的前提下，提高了对有废水的处理效果。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种光合细菌固定化方法：
（1）将光合细菌在光合细菌液体培养基中光照厌氧条件下培养至对数生长期，固液分离弃去上清液，收集光合细菌菌体，再将菌体重新悬浮于无菌生理盐水，配得光合细菌细胞悬液；
（2）按照1:20~80的体积比将氢氧化铁胶体或氢氧化铝胶体加入到步骤（1）所得光合细菌细胞悬液中，调节pH值7~8，置于培养箱中在光强为1000lux~2000lux的条件下光照厌氧培养2~6天，培养温度为25~34℃培养，即获得所述固定化光合细菌。
进一步，本发明所述光合细菌液体培养基终浓度组成为：酵母膏0.5 g/Ｌ、蛋白胨0.5 g/Ｌ、CH3COONa 3 g/Ｌ、NH4Cl 0.1 g/Ｌ、NaCl 0.5 g/Ｌ、NaHCO3 0.5 g/Ｌ、K2HPO40.2 g/Ｌ、MgSO4·7H2O 0.1 g/Ｌ、CaCl2 0.1 g/Ｌ溶剂为水，初始pH 7~8。
进一步，本发明所述光合细菌为红假单胞菌属(Rhodopseudomonas palustris)光合细菌。
进一步，本发明光合细菌细胞悬液浓度为每毫升生理盐水含有光合细菌细胞250~350个，优选301~306个。
进一步，本发明所述光照厌氧条件下培养至对数生长期具体条件为：在光强为2000lux的条件下光照厌氧培养48h，培养温度为28℃。
进一步，本发明步骤（1）所述固液分离通过10000~12000r/min的转速下离心实现。所述固液分离温度4℃，离心时间10min。
本发明所述的氢氧化铁胶体的制备方法采用本领域现有技术，可以在混合溶液中制备也可以直接加热水解制备。
本发明采用以下方法制备氢氧化铁胶体：取 20~40mL 90℃去离子水至 200mL 容量的烧杯中，盖上表面皿置于磁力搅拌器上加热，待到水沸腾以后，打开磁力搅拌器中速搅拌，向沸腾的蒸馏水中逐滴加1~3mL饱和FeCl3溶液，控制滴加速度在 4~5分钟内滴完，滴加完毕后停止搅拌，继续加热沸腾 1~3分钟，此后，将胶体冷却至60℃~70℃，并陈化一定时间使胶核长大。
进一步，本发明所述氢氧化铁胶体优选为经过纯化后的氢氧化铁胶体。
更近一步，所述纯化为将氢氧化铁胶体置于孔径为0.1~0.5μm的半透膜中进行纯化，取未能透过半透膜的液体。
再进一步，所述半透膜的制备方法为：取10~20mL火棉胶，倒入150mL干燥洁净的锥形瓶中，小心转动锥形瓶，使瓶内壁可以均匀铺展一层液膜，倾出多余的棉胶液，将锥形瓶倒置于铁圈上，待溶剂挥发完；同法涂上第2层、第3层、第4层，得1层、2层、3层和4层膜；将瓶口的薄膜脱开，在膜与容器壁之间注入水，使膜自动脱离瓶壁，即得所述半透膜，置于蒸馏水中待用。
本发明的优点是：方法简便，制备条件要求低，设备简单，能耗小，制备过程无毒性污染物产生，对环境、工作人员安全；最终制备成的固定化微生物细菌成本低，质量稳定性高。制备过程条件温和，可以使固定化菌体保持生物学活性，相比采用包埋对微生物进行固定的方法，本发明可以使底物与菌体直接接触，增加了传质，菌体生物学活性利用率更高。
附图说明
图1是本发明实施例2中的固定化细菌的电子显微镜图。
图2是本发明实施例4中的固定化细菌的电子显微镜图。
图3是本发明实施例5中的固定化细菌的电子显微镜图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。
本发明光合细菌优选红假单胞菌属(Rhodopseudomonas palustris)光合细菌，光合细菌种子液购自浙江鼎龙集团。
本发明采用的无菌水为经过高压蒸汽灭菌锅处理的去离子水，处理条件为温度121℃，压力0.105Mpa的条件下维持30分钟。
实施例1:
一、氢氧化铁胶体的制备
1、制备氢氧化铁胶体
取 20ml 90℃去离子水至 200ml 容量的烧杯中，盖上表面皿置于磁力搅拌器上加热，待到水沸腾以后，打开磁力搅拌器中速搅拌，向沸腾的蒸馏水中逐滴加1mL饱和FeCl3溶液，控制滴加速度在 4分钟内滴完，滴加完毕后停止搅拌，继续加热沸腾 1分钟，此后，将胶体冷却至60℃，并陈化一定时间使胶核长大，即得氢氧化铁胶体。
2、半透膜的制备
取10mL火棉胶，倒入150mL干燥洁净的锥形瓶中，小心转动锥形瓶使瓶内壁，使其可以均匀铺展一层液膜，倾出多余的棉胶液，将锥形瓶倒置于铁圈上，待溶剂挥发完（直至用手指轻触不粘着）；同法涂上第2层、第3层、 第4层，得1层、2层、3层和4层膜；将瓶口的薄膜脱开，在膜与容器壁之间注入水，使膜自动脱离瓶壁，所得半透膜置于蒸馏水中待用。
3. 氢氧化铁胶体的纯化：将制备的氢氧化铁的胶体用上述孔径为0.45μm的半透膜进行过滤，所得的滤饼即为氢氧化铁胶体。
二、光合细菌细胞悬液的制备
1. 配置光合细菌液体培养基
称取酵母膏0.5g、蛋白胨0.5g、CH3COONa 3g、NH4Cl 0.1g、NaCl 0.5g、NaHCO30.5g、K2HPO4 0.2g、MgSO4·7H2O 0.1g、CaCl2 0.1g加入到1000mL蒸馏水中，用质量分数为10%的Na0H和10%的HCl调节pH 7，搅拌均匀，即为光合细菌液体培养基。
2、光合细菌的富集培养
配制200毫升光合细菌液体培养基，倒入250毫升锥形瓶中进行高压蒸汽灭菌，其中，灭菌温度为115℃，灭菌时间为30分钟，取出锥形瓶冷却至室温。用接种环移取5环固体培养基中保存的光合细菌至锥形瓶内，混匀，用纱布将锥形瓶口周围包好，置于培养箱中在光强为2000lux的条件下光照厌氧培养48h，培养温度为28℃，即得光合细菌富集培养液。
3. 光合细菌细胞悬液的制备
将光合细菌富集培养液于培养温度为4℃,振荡器转速为10000转/分钟的条件下高速离心10分钟，弃去上清液，收集菌体，将菌体细胞重新悬浮于无菌生理盐水中，采用如下公式进行计算，即使用722型分光光度计在805nm波长处测定光合细菌溶液的吸光度。
Figure 210197DEST_PATH_IMAGE001
其中，OD805是悬浮态光合细菌的光密度，Biomass代表的是细胞干重；通过调节生理盐水中细胞的浓度使其为2g/L，即得每毫升生理盐水含有光合细菌细胞约300个，即配得光合细菌细胞悬液。
4、吸附法制备固定化光合细菌
用无菌水将备用的氢氧化铁胶体洗干净，然后按照1:20的体积比加入到装有200毫升光合细菌细胞悬液的锥形瓶中，用质量分数为10%的Na0H和10%的HCl调节pH 7，用纱布将锥形瓶包好，置于培养箱中在光强为2000lux的条件下光照厌氧培养，培养温度为28℃培养3天后取出，即获得固定化光合细菌。
对固定化光合细菌降解亚甲基蓝测定其生物降解活性，结果表明氢氧化铁胶体固定化的光合细菌的降解性能高于海藻酸钠固定化细菌形成的颗粒（海藻酸钠固定化细菌形成的颗粒制备步骤与氢氧化铁胶体固定化的光合细菌颗粒相同，仅将氢氧化铁胶体换成海藻酸钠）的降解性能。
氢氧化铁胶体固定化光合细菌降解亚甲基蓝的降解率为72.1%，好于海藻酸钠固定化细菌形成的颗粒的效果（52.1%）。
实施例2:
一、氢氧化铁胶体的制备
1、制备氢氧化铁胶体
取 20ml 90℃去离子水至 200ml 容量的烧杯中，盖上表面皿置于磁力搅拌器上加热，待到水沸腾以后，打开磁力搅拌器中速搅拌，向沸腾的蒸馏水中逐滴加1mL饱和FeCl3溶液，控制滴加速度在 4分钟内滴完，滴加完毕后停止搅拌，继续加热沸腾 1分钟，此后，将胶体冷却至60℃，并陈化一定时间使胶核长大，即得氢氧化铁胶体。
2、半透膜的制备
取10mL火棉胶，倒入150mL干燥洁净的锥形瓶中，小心转动锥形瓶使瓶内壁，使其可以均匀铺展一层液膜，倾出多余的棉胶液，将锥形瓶倒置于铁圈上，待溶剂挥发完（直至用手指轻触不粘着）；同法涂上第2层、第3层、 第4层，得1层、2层、3层和4层膜；将瓶口的薄膜脱开，在膜与容器壁之间注入水，使膜自动脱离瓶壁，所得半透膜置于蒸馏水中待用。
3. 氢氧化铁胶体的纯化：将制备的氢氧化铁的胶体用上述孔径为0.45μm的半透膜进行过滤，所得的滤饼即为氢氧化铁胶体。
二、光合细菌细胞悬液的制备
1. 配置光合细菌液体培养基
称取酵母膏0.5g、蛋白胨0.5g、CH3COONa 3g、NH4Cl 0.1g、NaCl 0.5g、NaHCO30.5g、K2HPO4 0.2g、MgSO4·7H2O 0.1g、CaCl2 0.1g加入到1000mL蒸馏水中，用质量分数为10%的Na0H和10%的HCl调节pH 7，搅拌均匀，即为光合细菌液体培养基。
2、光合细菌的富集培养
配制200毫升光合细菌液体培养基，倒入250毫升锥形瓶中进行高压蒸汽灭菌，其中，灭菌温度为115℃，灭菌时间为30分钟，取出锥形瓶冷却至室温。用接种环移取5环固体培养基中保存的光合细菌至锥形瓶内，混匀，用纱布将锥形瓶口周围包好，置于培养箱中在光强为2000lux的条件下光照厌氧培养48h，培养温度为28℃，即得光合细菌富集培养液。
3. 光合细菌细胞悬液的制备
将光合细菌富集培养液于培养温度为4℃,振荡器转速为10000转/分钟的条件下高速离心10分钟，弃去上清液，收集菌体，将菌体细胞重新悬浮于无菌生理盐水中，使每毫升生理盐水含有光合细菌细胞约300个，即配得光合细菌细胞悬液。
4、吸附法制备固定化光合细菌
用无菌水将备用的氢氧化铁胶体洗干净，然后按照1:40的体积比加入到装有200毫升光合细菌细胞悬液的锥形瓶中，用质量分数为10%的Na0H和10%的HCl调节pH 7，用纱布将锥形瓶包好，置于培养箱中在光强为2000lux的条件下光照厌氧培养，培养温度为28℃培养3天后取出，即获得固定化光合细菌，如附图1所示。
对固定化光合细菌降解亚甲基蓝测定其生物降解活性，结果表明氢氧化铁胶体固定化的光合细菌的降解性能高于海藻酸钠固定化细菌形成的颗粒（海藻酸钠固定化细菌形成的颗粒制备步骤与氢氧化铁胶体固定化的光合细菌颗粒相同，仅将氢氧化铁胶体换成海藻酸钠）的降解性能。
氢氧化铁胶体固定化光合细菌降解亚甲基蓝的降解率为76.3%，好于海藻酸钠固定化细菌形成的颗粒的效果（52.1%）。
实施例3:
一、氢氧化铁胶体的制备
1、制备氢氧化铁胶体
取 20ml 90℃去离子水至 200ml 容量的烧杯中，盖上表面皿置于磁力搅拌器上加热，待到水沸腾以后，打开磁力搅拌器中速搅拌，向沸腾的蒸馏水中逐滴加1mL饱和FeCl3溶液，控制滴加速度在 4分钟内滴完，滴加完毕后停止搅拌，继续加热沸腾 1分钟，此后，将胶体冷却至60℃，并陈化一定时间使胶核长大，即得氢氧化铁胶体。
2、半透膜的制备
取10mL火棉胶，倒入150mL干燥洁净的锥形瓶中，小心转动锥形瓶使瓶内壁，使其可以均匀铺展一层液膜，倾出多余的棉胶液，将锥形瓶倒置于铁圈上，待溶剂挥发完（直至用手指轻触不粘着）；同法涂上第2层、第3层、 第4层，得1层、2层、3层和4层膜；将瓶口的薄膜脱开，在膜与容器壁之间注入水，使膜自动脱离瓶壁，所得半透膜置于蒸馏水中待用。
3. 氢氧化铁胶体的纯化：将制备的氢氧化铁的胶体用上述孔径为0.45μm的半透膜进行过滤，所得的滤饼即为氢氧化铁胶体。
二、光合细菌细胞悬液的制备
1. 配置光合细菌液体培养基
称取酵母膏0.5g、蛋白胨0.5g、CH3COONa 3g、NH4Cl 0.1g、NaCl 0.5g、NaHCO30.5g、K2HPO4 0.2g、MgSO4·7H2O 0.1g、CaCl2 0.1g加入到1000mL蒸馏水中，用质量分数为10%的Na0H和10%的HCl调节pH 7，搅拌均匀，即为光合细菌液体培养基。
2、光合细菌的富集培养
配制200毫升光合细菌液体培养基，倒入250毫升锥形瓶中进行高压蒸汽灭菌，其中，灭菌温度为115℃，灭菌时间为30分钟，取出锥形瓶冷却至室温。用接种环移取5环固体培养基中保存的光合细菌至锥形瓶内，混匀，用纱布将锥形瓶口周围包好，置于培养箱中在光强为2000lux的条件下光照厌氧培养48h，培养温度为28℃，即得光合细菌富集培养液。
3. 光合细菌细胞悬液的制备
将光合细菌富集培养液于培养温度为4℃,振荡器转速为10000转/分钟的条件下高速离心10分钟，弃去上清液，收集菌体，将菌体细胞重新悬浮于无菌生理盐水中，使每毫升生理盐水含有光合细菌细胞约300个，即配得光合细菌细胞悬液。
4、吸附法制备固定化光合细菌
用无菌水将备用的氢氧化铁胶体洗干净，然后按照1:80的体积比加入到装有200毫升光合细菌细胞悬液的锥形瓶中，用质量分数为10%的Na0H和10%的HCl调节pH 7，用纱布将锥形瓶包好，置于培养箱中在光强为2000lux的条件下光照厌氧培养，培养温度为28℃培养3天后取出，即获得固定化光合细菌。
对固定化光合细菌降解亚甲基蓝测定其生物降解活性，结果表明氢氧化铁胶体固定化的光合细菌的降解性能高于海藻酸钠固定化细菌形成的颗粒（海藻酸钠固定化细菌形成的颗粒制备步骤与氢氧化铁胶体固定化的光合细菌颗粒相同，仅将氢氧化铁胶体换成海藻酸钠）的降解性能。
氢氧化铁胶体固定化光合细菌降解亚甲基蓝的降解率为75.4%，好于海藻酸钠固定化细菌形成的颗粒的效果（52.1%）。
实施例4
一、氢氧化铁胶体的制备
1、制备氢氧化铁胶体
在电磁搅拌下，分别向 0. 1 mol/L FeCl3 乙醇溶液中缓慢滴加 0. 6 mol/L的氨乙醇溶液，控制反应温度为 50 ℃左右，至溶液的 pH 为 6 左右, 过滤，并用无水乙醇洗涤至无 Cl-为止，将沉淀在 90 ℃的烘箱中烘3 h，得胶体粉末，实验时，只需将上述胶体粉末放入蒸馏水中搅拌，即可制得透明的氢氧化铁胶体溶液。
二、光合细菌细胞悬液的制备
1. 配置光合细菌液体培养基
称取酵母膏0.5g、蛋白胨0.5g、CH3COONa 3g、NH4Cl 0.1g、NaCl 0.5g、NaHCO30.5g、K2HPO4 0.2g、MgSO4·7H2O 0.1g、CaCl2 0.1g加入到1000mL蒸馏水中，用质量分数为10%的Na0H和10%的HCl调节pH 7.5，搅拌均匀，即为光合细菌液体培养基。
2. 光合细菌的富集培养
配制200毫升光合细菌液体培养基，倒入250毫升锥形瓶中进行高压蒸汽灭菌，其中，灭菌温度为115℃，灭菌时间为30分钟，取出锥形瓶冷却至室温。用接种环移取7环固体培养基中保存的光合细菌至锥形瓶内，混匀，用纱布将锥形瓶口周围包好，置于培养箱中在光强为1000lux的条件下光照厌氧培养，培养48h，培养温度为28℃，即得光合细菌富集培养液。
3. 光合细菌细胞悬液的制备
将光合细菌富集培养液于培养温度为4℃,振荡器转速为10000转/分钟的条件下高速离心10分钟，弃去上清液，收集菌体，将菌体细胞重新悬浮于无菌生理盐水中，使每毫升生理盐水含有光合细菌细胞约300个，即配得光合细菌细胞悬液。
三、吸附法制备固定化光合细菌
将上述制备的50mg胶体粉末溶于50毫升蒸馏水中，然后加入到装有200毫升光合细菌细胞悬液的锥形瓶中，用质量分数为10%的Na0H和10%的HCl调节pH 7.5，用纱布将锥形瓶包好，置于培养箱中在光强为1000lux的条件下光照厌氧培养，培养温度为28℃，3天后取出，即获得固定化光合细菌，如附图2所示。
对固定化光合细菌降解亚甲基蓝测定其生物降解活性，结果表明氢氧化铁胶体固定化的光合细菌的降解性能高于海藻酸钠固定化细菌形成的颗粒（海藻酸钠固定化细菌形成的颗粒制备步骤与氢氧化铁胶体固定化的光合细菌颗粒相同，仅将氢氧化铁胶体换成海藻酸钠）的降解性能。
氢氧化铁胶体固定化光合细菌降解亚甲基蓝的降解率为78.1%，好于海藻酸钠固定化细菌形成的颗粒的效果（52.1%）。
实施例5
一、制备氢氧化铁胶体
1. 制备氢氧化铁胶体
在电磁搅拌下, 分别向0. 1 mol/LFeCl3丙酮溶液中缓慢滴加0. 6 mol/L的氨丙酮溶液，控制反应温度为 50 ℃左右, 至溶液的 pH 为 6 左右, 过滤，并用丙酮洗涤至无NH4 + 为止，将沉淀在 90 ℃的烘箱中烘4 h，得胶体粉末，实验时，只需将上述胶体粉末放入蒸馏水中搅拌，即可制得透明的氢氧化铁胶体溶液。
二、光合细菌细胞悬液的制备
1. 配置光合细菌液体培养基
称取酵母膏0.5g、蛋白胨0.5g、CH3COONa 3g、NH4Cl 0.1g、NaCl 0.5g、NaHCO30.5g、K2HPO4 0.2g、MgSO4·7H2O 0.1g、CaCl2 0.1g加入到1000mL蒸馏水中，用质量分数为10%的Na0H和10%的HCl调节pH 8，搅拌均匀，即为光合细菌液体培养基。
2. 光合细菌的富集培养
配制200毫升光合细菌液体培养基，倒入250毫升锥形瓶中进行高压蒸汽灭菌，其中，灭菌温度为115℃，灭菌时间为30分钟，取出锥形瓶冷却至室温。用接种环移取5环固体培养基中保存的光合细菌至锥形瓶内，混匀，用纱布将锥形瓶口周围包好，置于培养箱中在光强为2000lux的条件下光照厌氧培养，培养48h，培养温度为28℃，即得光合细菌富集培养液。
3. 光合细菌细胞悬液的制备
将光合细菌富集培养液于培养温度为4℃，振荡器转速为10000转/分钟的条件下高速离心10分钟，弃去上清液，收集菌体，将菌体细胞重新悬浮于无菌生理盐水中，使每毫升生理盐水含有光合细菌细胞约300个，即配得光合细菌细胞悬液。
三、吸附法制备固定化光合细菌
将上述制备的50mg胶体粉末溶于50毫升蒸馏水中，然后加入到装有200毫升光合细菌细胞悬液的锥形瓶中，用质量分数为10%的Na0H和10%的HCl调节pH 8，用纱布将锥形瓶包好，置于培养箱中在光强为2000lux的条件下光照厌氧培养，培养温度为28℃，3天后取出，即获得固定化光合细菌，如附图3所示。
对固定化光合细菌降解亚甲基蓝测定其生物降解活性，结果表明氢氧化铁胶体固定化的光合细菌的降解性能高于海藻酸钠固定化细菌形成的颗粒（海藻酸钠固定化细菌形成的颗粒制备步骤与氢氧化铁胶体固定化的光合细菌颗粒相同，仅将氢氧化铁胶体换成海藻酸钠）的降解性能。
氢氧化铁胶体固定化光合细菌降解亚甲基蓝的降解率为76.9%，高于海藻酸钠固定化细菌形成的颗粒的效果（52.1%）。
实施例6
一、制备氢氧化铝胶体
1. 制备氢氧化铝沉淀
将1.0mol/L的NaHCO3水溶液滴加到铝酸钠溶液中，在25℃下搅拌反应形成沉淀。
2. 制备氢氧化铝胶体
将50mg氢氧化铝与50mL稀盐酸(0.1mol/L)混合，调节pH=3.6，80℃下恒温水浴下，回流反应12h，即可制得透明的氢氧化铝胶体溶液。
二、光合细菌细胞悬液的制备
1. 配置光合细菌液体培养基
称取酵母膏0.5g、蛋白胨0.5g、CH3COONa 3g、NH4Cl 0.1g、NaCl 0.5g、NaHCO30.5g、K2HPO4 0.2g、MgSO4·7H2O 0.1g、CaCl2 0.1g加入到1000mL蒸馏水中，用质量分数为10%的Na0H和10%的HCl调节pH 8，搅拌均匀，即为光合细菌液体培养基。
2. 光合细菌的富集培养
配制200毫升光合细菌液体培养基，倒入250毫升锥形瓶中进行高压蒸汽灭菌，其中，灭菌温度为115℃，灭菌时间为30分钟，取出锥形瓶冷却至室温。用接种环移取5环固体培养基中保存的光合细菌至锥形瓶内，混匀，用纱布将锥形瓶口周围包好，置于培养箱中在光强为2000lux的条件下光照厌氧培养，培养48h，培养温度为28℃，即得光合细菌富集培养液。
3. 光合细菌细胞悬液的制备
将光合细菌富集培养液于培养温度为4℃，振荡器转速为10000转/分钟的条件下高速离心10分钟，弃去上清液，收集菌体，将菌体细胞重新悬浮于无菌生理盐水中，使每毫升生理盐水含有光合细菌细胞约300个，即配得光合细菌细胞悬液。
三、吸附法制备固定化光合细菌
将上述制备的50mg胶体粉末溶于50毫升蒸馏水中，然后加入到装有200毫升光合细菌细胞悬液的锥形瓶中，用质量分数为10%的Na0H和10%的HCl调节pH 8，用纱布将锥形瓶包好，置于培养箱中在光强为2000lux的条件下光照厌氧培养，培养温度为28℃，3天后取出，即获得固定化光合细菌。
对固定化光合细菌降解亚甲基蓝测定其生物降解活性，结果表明氢氧化铝胶体固定化的光合细菌的降解性能高于海藻酸钠固定化细菌形成的颗粒（海藻酸钠固定化细菌形成的颗粒制备步骤与氢氧化铁胶体固定化的光合细菌颗粒相同，仅将氢氧化铁胶体换成海藻酸钠）的降解性能。
氢氧化铝胶体固定化光合细菌降解亚甲基蓝的降解率为65.5%，高于海藻酸钠固定化细菌形成的颗粒的效果（52.1%）。

Claims (8)

1.一种光合细菌固定化方法，其特征在于光合细菌固定化方法为：
（1）将光合细菌在光合细菌液体培养基中光照厌氧条件下培养至对数生长期，固液分离弃去上清液，收集光合细菌菌体，再将菌体重新悬浮于无菌生理盐水，配得光合细菌细胞悬液；
（2）按照1:20~80的体积比将氢氧化铁胶体或氢氧化铝胶体加入到步骤（1）所得光合细菌细胞悬液中，调节pH值7~8，置于培养箱中在光强为1000lux~2000lux的条件下光照厌氧培养2~6天，培养温度为25~34℃培养，即获得固定化光合细菌;
所述氢氧化铁胶体按以下方法制备：取20~40mL 90℃去离子水至 200mL 容量的烧杯中，盖上表面皿置于磁力搅拌器上加热，待到水沸腾以后，打开磁力搅拌器中速搅拌，向沸腾的蒸馏水中逐滴加1~3mL饱和FeCl3溶液，控制滴加速度在 4~5分钟内滴完，滴加完毕后停止搅拌，继续加热沸腾 1~3分钟，此后，将胶体冷却至60℃~70℃，并陈化一定时间使胶核长大；
所述氢氧化铝胶体按以下方法制备：将50mg氢氧化铝与50mL 0.1mol/L的稀盐酸混合，调节pH=3.6，80℃下恒温水浴下，回流反应12h，即可制得透明的氢氧化铝胶体。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述光合细菌液体培养基终浓度组成为：酵母膏0.5 g/Ｌ、蛋白胨0.5 g/Ｌ、CH3COONa 3 g/Ｌ、NH4Cl 0.1 g/Ｌ、NaCl 0.5 g/Ｌ、NaHCO3 0.5 g/Ｌ、K2HPO4 0.2 g/Ｌ、MgSO4·7H2O 0.1 g/Ｌ、CaCl2 0.1 g/Ｌ溶剂为水，初始pH 7~8。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述光合细菌为红假单胞菌属(Rhodopseudomonas)光合细菌。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述氢氧化铁胶体为经过纯化后的氢氧化铁胶体。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述纯化为将氢氧化铁胶体置于孔径为0.1~0.45μm的半透膜中进行纯化，取未能透过半透膜的液体。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于所述半透膜的制备方法为：取10~20mL火棉胶，倒入150mL干燥洁净的锥形瓶中，小心转动锥形瓶，使瓶内壁可以均匀铺展一层液膜，倾出多余的棉胶液，将锥形瓶倒置于铁圈上，待溶剂挥发完；同法涂上第2层、第3层、第4层，得1层、2层、3层和4层膜；将瓶口的薄膜脱开，在膜与容器壁之间注入水，使膜自动脱离瓶壁，即得所述半透膜，置于蒸馏水中待用。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述固液分离通过10000~12000r/min的转速下离心实现。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述光合细菌细胞悬液的浓度为每毫升生理盐水含有光合细菌细胞250~350个。
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