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生物脱硫菌的激光诱变育种和反应动力学研究

作　者: 王会芳
导　师: 胡宗定；闻建平
学　校: 天津大学
专　业: 生物化工
关键词: 生物脱硫二苯并噻吩(DBT) Rhodococcus sp. EBT-2 激光诱变本征动力学
分类号: TE624.55
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 158次
引　用: 3次
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内容摘要

石油燃料是当今世界的主要能源之一,广泛应用于工业生产,被誉为“工业的血液”。但由于其特殊的成因和结构,石油燃料都含有一定含硫化合物,且大部分以噻吩类杂环化合物存在。传统的加氢脱硫成本高、能耗大、且不能有效脱除噻吩类有机硫。而生物脱硫以其反应条件温和、专一性强、不降低燃料燃烧性能等优点,成为当今燃料油脱硫研究的热点和前沿课题,有望替代或补充加氢脱硫工艺。本论文从大港油田污水中筛选到一株能够专一降解二苯并噻吩(DBT)的菌株,编号为EBT-2,评价了EBT-2降解水相中DBT的能力和真实柴油的含硫化合物的能力。结果表明,EBT-2脱硫性能良好,具有开发价值。并依据《伯杰氏手册》和EBT-2的形态特征、生理生化特征,将EBT-2鉴定为红球菌属,命名为Rhodococcus sp. EBT-2。为进一步提高EBT-2的脱硫能力,本课题使用了激光诱变育种技术,最终得到一株正突变株,编号为EBT-2A。突变株EBT-2A遗传性状稳定,脱硫能力较原始株EBT-2有明显提高。本论文分别考察了突变株EBT-2A和原始株EBT-2的静止细胞在水相中降解DBT的反应动力学,从理论上推导了EBT-2A和EBT-2菌株的底物降解动力学方程,并根据实验数据回归了相关的动力学方程参数。结果表明,菌株EBT-2A和菌株EBT-2的降解动力学符合Michaekis-Menten模型,实验值和理论值拟和较好。

全文目录

第一章文献综述  8-24
  1.1 立题背景及研究意义  8-9
  1.2 加氢脱硫技术和生物脱硫技术比较  9-10
    1.2.1 加氢脱硫技术及其特点  9
    1.2.2 生物脱硫技术及其特点  9-10
    1.2.3 加氢脱硫技术和生物脱硫技术的关系  10
  1.3 生物脱硫技术的发展  10-18
    1.3.1 脱硫微生物的筛选及脱硫途径  11-13
    1.3.2 酶学及基因组研究  13-14
    1.3.3 脱硫微生物菌株的优化  14-18
      1.3.3.1 长期底物驯化  15
      1.3.3.2 优化工艺过程  15
      1.3.3.3 诱变育种  15-17
      1.3.3.4 构建基因工程菌  17-18
  1.4 BDS 的研究机构介绍  18-23
    1.4.1 Energy Biosystems Corporation  18-19
    1.4.2 Petroleum Energy Center  19-22
    1.4.3 Tottori University  22-23
    1.4.4 中科院  23
  1.5 本课题的研究内容  23-24
第二章实验材料及实验方法  24-31
  2.1 药品及仪器  24-26
    2.1.1 药品  24-25
    2.1.2 仪器  25-26
  2.2 菌种的筛选分离和培养  26-27
  2.3 菌种鉴定  27-29
    2.3.1 培养特征观察  27
    2.3.2 个体形态观察  27
    2.3.3 生理生化试验  27-29
  2.4 分析方法  29-31
    2.4.1 水相中 DBT 及其最终代谢物的分析  29-30
    2.4.2 真实柴油的含硫量分析  30
    2.4.3 菌体浓度测量  30-31
第三章菌种的分离纯化,降解能力考察及分类鉴定  31-44
  3.1 菌种的筛选分离  31-36
    3.1.1 样本的采集和预处理  31-32
    3.1.2 目标菌的富集  32
    3.1.3 菌种的初筛  32
    3.1.4 菌种的复筛  32-33
    3.1.5 菌种的保藏  33-34
    3.1.6 结果与讨论  34-36
  3.2 EBT-2 脱硫能力的考察  36-40
    3.2.1 水相中降解能力的考察  37-39
    3.2.2 不同浓度的Na_2SO_4的抑制考察  39
    3.2.3 不同浓度的2-HBP 的抑制考察  39-40
    3.2.4 降解真实柴油中有机硫能力的考察  40
  3.3 EBT-2 菌种的鉴定  40-43
    3.3.1 培养特征  41
    3.3.2 个体形态  41-42
    3.3.3 生理生化试验  42-43
    3.3.4 鉴定结果  43
  3.4 本章总结  43-44
第四章激光诱变育种工艺的研究  44-52
  4.1 激光器的规格描述和激光诱变的流程  44-47
    4.1.1 激光器的规格描述和参数计算  44-45
    4.1.2 激光诱变的操作流程  45-47
  4.2 激光诱变结果  47-50
    4.2.1 突变株EBT-2A 的遗传稳定性考察  48
    4.2.2 突变株EBT-2A 水相中降解 DBT 的能力考察  48-50
    4.2.3 突变株EBT-2A 降解真实柴油中有机硫的能力考察  50
  4.3 本章总结  50-52
第五章水相中静止细胞降解 DBT 的反应动力学研究  52-63
  5.1 静止细胞的制备工艺  53
  5.2 动力学模型方程的建立  53-55
    5.2.1 基质消耗动力学  53-54
    5.2.2 产物生成动力学  54-55
  5.3 反应动力学研究  55-62
    5.3.1 原始株的反应动力学研究  55-58
    5.3.2 突变株的反应动力学研究  58-62
  5.4 本章总结  62-63
第六章结论及建议  63-64
参考文献  64-71
致谢  71-72
附录  72-73

生物脱硫菌的激光诱变育种和反应动力学研究

内容摘要

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