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苏云金杆菌杀虫蛋白在超细矿物表面的吸附行为研究

作　者: 刘宁
导　师: 董庆洁; 周学永
学　校: 天津理工大学
专　业: 化学工程
关键词: Bt杀虫蛋白吸附解吸
分类号: S482.39
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 22次
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内容摘要

苏云金杆菌（Bt）是目前产量最大、应用最广的微生物杀虫剂。随着转Bt基因作物的广泛种植，其安全性问题已受到了广泛的重视。研究发现，转Bt基因作物释放的毒素很容易被土壤矿物颗粒吸附，吸附能力则与土壤类型有关。本文研究了Bt杀虫蛋白在五种超细矿物表面的吸附解吸特性，用热力学和动力学方法探讨了时间、pH、温度、金属离子等对其吸附的影响，并运用电位对其机理进行了简单探讨。实验结果表明：Bt杀虫蛋白均可在五种超细矿物表面进行吸附，且属于快速吸附。其动力学曲线表明，在前20min吸附时间与吸附量呈直线上升，而后缓慢增加直至平衡。，当加入金属离子后，动力学曲线变化趋势不变，但吸附速率、吸附平衡量远远大于没有添加金属离子时的速率和平衡量，由此可见添加金属离子对Bt杀虫蛋白吸附具有一定的促进作用，且二价金属离子大于一价金属离子。用四种模型对动力学曲线拟合，二级拟合效果最好。平衡吸附曲线符合Langmuir吸附等温方程。热力学参数表明，该吸附为一自发过程，Bt杀虫蛋白在超细蒙脱石和超细凹凸棒土的吸附为吸热过程，而另三种为放热过程。Bt杀虫蛋白在矿物上的解吸量随蛋白矿物初始吸附比例的减小而降低，随温度的升高而升高，添加1mmol·L^-1Mg²⁺后解吸率有所下降，蛋白与矿物比例变化不影响不同解吸剂的解吸规律。Bt杀虫蛋白在矿物上的吸附解吸存在滞后现象，金属离子对解吸滞后系数有较大影响，其影响趋势与矿物性质有关。添加金属离子均能引起矿物粒子Zeta电位值升高，从而在某个方面解释了金属离子促进吸附量增大的原因。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章前言  9-17
  1.1 苏云金芽胞杆菌的主要活性成分  9-11
    1.1.1 伴胞晶体  9-10
    1.1.2 苏云金素  10
    1.1.3 芽胞  10
    1.1.4 肠毒素  10
    1.1.5 营养期杀虫蛋白  10-11
    1.1.6 双效菌素  11
  1.2 苏云金芽胞杆菌的杀虫机理  11
  1.3 Bt 杀虫蛋白在土壤颗粒表面的吸附  11-12
  1.4 吸附态 Bt 杀虫蛋白的解吸  12-13
  1.5 Bt 杀虫蛋白在土壤中的降解  13
  1.6 Bt 杀虫蛋白对土壤生态系统的影响  13-15
    1.6.1 Bt 杀虫蛋白对土壤微生物的影响  13
    1.6.2 Bt 杀虫蛋白对土壤酶活性的影响  13-14
    1.6.3 Bt 杀虫蛋白对土壤其他生物的影响  14
    1.6.4 Bt 杀虫蛋白对后茬作物的影响  14-15
  1.7 吸附态 Bt 杀虫蛋白的杀虫活性  15
  1.8 本课题的研究目的和意义  15-17
第二章材料与方法  17-24
  2.1 仪器  17
  2.2 材料  17-18
  2.3 实验方法  18-21
    2.3.1 Bt 杀虫蛋白的提取  18
    2.3.2 缓冲液的配制  18
    2.3.3 矿物悬液的配制  18
    2.3.4 Bt 杀虫蛋白液配制  18
    2.3.5 Bt 杀虫蛋白液的标线测定  18-19
    2.3.6 等温吸附曲线的测定  19
    2.3.7 离子强度对等温吸附曲线的影响  19
    2.3.8 时间对 Bt 杀虫蛋白吸附的影响  19-20
    2.3.9 温度对 Bt 杀虫蛋白吸附的影响  20
    2.3.10 解吸实验  20-21
    2.3.11 盐浓度对矿物 Zeta 电位的影响  21
  2.4 模型  21-24
    2.4.1 一级动力学方程  21
    2.4.2 二级动力学方程  21-22
    2.4.3 内扩散模型  22
    2.4.4 Elovich 模型  22
    2.4.5 Langmuir 方程和吸附热力学参数  22
    2.4.6 Fruendlich 方程  22-23
    2.4.7 滞后系数  23-24
第三章结果与分析  24-73
  3.1 时间对 Bt 杀虫蛋白在矿物上吸附的影响  24-32
    3.1.1 不添加离子时吸附动力学曲线  24-26
    3.1.2 动力学模型拟合  26-32
  3.2 pH 对 Bt 杀虫蛋白在矿物上吸附的影响  32-33
  3.3 温度对 Bt 杀虫蛋白在矿物上吸附的影响  33-39
    3.3.1 Bt 杀虫蛋白在不同矿物上的等温吸附曲线  33-35
    3.3.2 不同温度下 Bt 杀虫蛋白吸附曲线  35-39
  3.4 金属离子对 Bt 杀虫蛋白在矿物上吸附的影响  39-54
    3.4.1 金属离子对等温吸附曲线的影响  39-49
    3.4.2 不同温度下金属离子对 Bt 杀虫蛋白吸附曲线的影响  49-54
  3.5 Bt 杀虫蛋白在矿物表面的解吸  54-71
    3.5.1 解吸剂种类对解吸的影响  54-55
    3.5.2 Bt 杀虫蛋白与矿物吸附比例对解吸的影响  55-56
    3.5.3 温度对解吸的影响  56-61
    3.5.4 解吸时间影响  61-64
    3.5.5 解吸滞后  64-71
  3.6 矿物 Zeta 电位  71-73
第四章讨论  73-75
第五章结论  75-76
参考文献  76-80
发表论文和科研情况说明  80-81
致谢  81-82

苏云金杆菌杀虫蛋白在超细矿物表面的吸附行为研究

内容摘要

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