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关键词： 膜生物反应器   膜污染   傅立叶变换红外光谱   荧光光谱   膜面污染物   胞外聚合物   溶解性微生物产物  

摘要： 采用自制一体式膜生物反应器(MBR)深度处理垃圾渗滤液(COD 800-1300 mg•L^(-1)、氨氮40-80 mg•L^(-1)),考察了MBR启动及优化条件下连续运行状况。结果表明,启动11 d后COD、氨氮去除率分别达到63.65%、81.78%;在HRT为24 h、DO为3-4 mg•L^(-1)的最优条件下运行28 d,COD、氨氮去除率分别达到80%以上、90%以上,但跨膜压差从20.3 kPa增至46.8 kPa,表明膜污染产生且逐渐加剧;傅立叶变换红外光谱分析表明,膜面污染物与污泥的有机官能团相似;荧光光谱分析表明,膜面污染物主要为多糖类、类色氨酸蛋白质、类富里酸和类腐殖酸;对比分析MBR稳定运行15 d和28 d时的胞外聚合物和溶解性微生物产物的特征荧光峰,发现膜面污染物的特征荧光峰与胞外聚合物、溶解性微生物产物的荧光峰相似,且与胞外聚合物的相似性更高,说明胞外聚合物为膜污染的主要来源,溶解性微生物产物为膜污染的次要来源,因此MBR长期稳定运行需重点关注胞外聚合物的控制。

关键词： 七氟醚   细胞间黏附分子1   整合素β1   P-选择素   基质金属蛋白酶9  

摘要： 背景:流行病学研究显示,长期吸入七氟醚废气的女性工作者其生育能力降低,流产及胎儿畸形的发生率增高。目的:模拟长期暴露于七氟醚废气的工作坏境,通过观察低浓度七氟醚染毒孕鼠子宫内膜细胞间黏附分子1、整合素β1、P-选择素、基质金属蛋白酶9的表达,来探讨低浓度七氟醚染毒致胚胎植入障碍机制。拟为临床安全用药、职业防护提供依据,为下一步从基因水平、分子水平研究吸入麻醉药物对胚胎着床影响的机制奠定基础。方法:雌性昆明小鼠40只,雄性昆明小鼠16只,6周龄,体质量(20±2)g,分笼饲养。40只雌鼠随机分为2组,实验组每天持续吸入0.1%七氟醚6 h,对照组正常饲养。30 d后取发情期雌鼠与性成熟雄鼠2∶1合笼,合笼第2日晨7:00观察雌鼠是否受孕。受孕雌鼠维持原条件饲养(每组受孕小鼠n≥8)。孕4.5d取子宫制作组织切片,经过免疫组化染色,分析并统计子宫内膜组织中细胞间黏附分子1、整合素β1、P-选择素、基质金属蛋白酶9的表达,并计算阳性反应物的平均积分吸光度值。结果与结论:(1)实验组、对照组分别有17,15只雌鼠先后进入发情期;合笼后两组分别有12,10只雌鼠发现阴栓;孕4.5 d解剖发现,两组分别有5,2只雌鼠为假孕,故实验组、对照组分别有7,8只雌鼠怀孕,实验组空缺数值用本组平均值代替,进行后续对照实验;(2)免疫组化结果显示,所有孕鼠子宫内膜(腺上皮细胞、腔上皮细胞及基质细胞)均有棕黄色阳性着色,但实验组孕鼠子宫内膜细胞间黏附分子1、整合素β1、P-选择素、基质金属蛋白酶9的阳性表达(0.019±0.007,0.017±0.007,0.015±0.005,0.012±0.005)分别低于对应对照组(0.032±0.014,0.025±0.008,0.021±0.007,0.023±0.005),差异有显著性意义(P<0.05);(3)提示长期吸入0.1%七氟醚影响小鼠胚胎与子宫内膜的黏附及胚胎着床,可能与七氟醚通过抑制子宫内膜细胞间黏附分子1、整合素β1、P-选择素、基质金属蛋白酶9的表达有关,造成子宫内膜的局部免疫调节过程失衡,滋养层细胞侵入子宫内膜及子宫内膜蜕膜化过程受到抑制,同时血管内皮破损而致流血流产等。

关键词： 微藻   光合固碳   CO_(2)浓缩机制   光生物反应器  

摘要： 社会经济与工业化飞速发展,导致二氧化碳(CO_(2))排放量与日俱增,温室效应日渐严重,碳减排已成为亟待解决的全球性环境问题。在常见的CO_(2)去除方法中,生物固碳技术具有经济、可持续和副作用最小的优势。其中,微藻固碳技术是通过微藻自身的光合作用机制实现固碳目的。微藻将CO_(2)转化为脂质、蛋白质等细胞组分,经进一步分离提取,可制成多种高附加值化工产品,全过程绿色、安全且稳定,对有效缓解全球温室效应意义重大。首先阐述了微藻光合固碳技术原理、优点,及其生物质资源在各领域的应用;然后对影响微藻固碳效率的因素进行了分析;最后总结了光生物反应器的研究现状,并对光反应器的设计优化和发展提出了建议。

关键词： 阻断剂单克隆抗体   CHO-S细胞   稳定细胞株   DOE实验设计   生物反应器  

摘要： [目的]体外制备阻断剂单克隆抗体,并对表达工艺进行优化。[方法]通过RLM-RACE技术钓取杂交瘤细胞抗体基因序列,经分子克隆构建至真核表达载体pCHO1.0,在CHO-S细胞中构建稳定表达细胞株;运用DOE实验设计方法,筛选最佳培养基、培养温度及补料方式;在5 L生物反应器进行工艺验证,蛋白A亲和纯化后用化学发光法进行阻断性能验证。[结果]目的基因序列钓取成功,稳定表达单克隆细胞株11H7表达量为2.90 g/L;使用CHO Max A培养基、梯度补料策略、32℃培养可将表达量提升至5.28 g/L,5 L生物反应器表达量为5.47 g/L,纯度均>95%,且在磁微粒G17和ProGRP项目异常样本中检测满足阻断性能需求。[结论]阻断剂单克隆抗体构建成功,通过表达工艺优化,表达量由2.90 g/L提升至5.28 g/L,且在生物反应器中得到初步验证。

摘要： Encapsulation of human mesenchymal stem cells is a well explored technique for different applications. Herein, we fabricated microcapsules of commercial biocompatible hydrogel matrix encapsulated with hMSCs. Electro-spraying the hydrogel solution helped us achieve uniform sized capsules that could be translated into a suspension bioreactor culture for cell expansion. Evaluating the critical process parameters that directly influence the cell quality attributes, we optimized the conditions to maximize cell yield post bioreactor harvest, without compromising the cell functionality and phenotype. We achieved an expansion of 10x for certain conditions and cell passage number. Using fed-batch approach helped us eliminate a taxing step of media exchange, vertical wheel impeller homogeneously distributed the nutrients necessary for cell expansion. Finally, we performed genetic engineering of cell by co-encapsulation of viral particles inside the matrix. This helped us understand the potential of the system for future biomanufacturing of hMSC.

关键词： 灵芝   栽培基质   发酵羊粪   菌丝生长速度   多糖含量  

摘要： 为探讨发酵羊粪栽培基质对灵芝多糖含量的影响,以赤灵芝为材料,采用袋料栽培,按发酵羊粪添加浓度分别为0%、10%、20%、30%、45%设置5组羊粪添加浓度的配方试验组(120袋培养基,每组各24袋),接种同批次赤灵芝菌种,采收成熟子实体进行多糖提取,测定各组多糖含量。结果表明,发酵羊粪中含有丰富的有机质可作为灵芝生长的碳源,发酵羊粪添加量与菌袋污染率呈正相关,羊粪添加浓度为20%、30%的试验组菌丝生长速度及灵芝多糖含量与对照组之间存在极显著差异(p<0.01),其中20%试验组所得灵芝的菌丝生长速度及多糖含量最大。因此,添加较低剂量的发酵羊粪(20%~30%)能够有效提高灵芝品质。

关键词： 膜生物反应器   污水处理   预处理   强化生物除磷  

摘要： 自然水体中磷的含量超过0.01mg/L就有富营养化的风险,膜生物反应器是废水处理的重要手段,M B R工艺除磷效率有限,易导致出水总磷超标。综述了近几年膜生物反应器为提升除磷效率所做改良的研究,以膜前预处理、强化膜池处理和过膜后处理三个方向归类探讨,并讨论了未来发展方向,以期为污水处理实际工程设计提供参考。

关键词： 骨髓祖代细胞   细胞增殖   细胞分化   聚蛋白聚糖   Ⅱ型胶原  

摘要： 目的探讨不同浓度的甲基丙烯酸酯(GelMA)水凝胶支架的性能,以及对大鼠髓核干细胞(NPSCs)体外增殖、分化及细胞外基质相关蛋白表达的影响。方法(1)配置浓度为5%、10%、15%GelMA水凝胶溶液,经紫外光照射固化、冷冻干燥、喷金处理,制备相应浓度的GelMA水凝胶支架。用扫描电镜观察支架并测量孔径,使用科学表面分析仪测量支架静态水接触角,使用机械测试仪测量支架压缩模量,使用精密天平测量在37℃恒温箱中放置0、2、4、6、8、10、12 h时支架的含水量。(2)取6周龄雄性清洁级SD大鼠8只,体质量为80~100 g,切开椎间盘取髓核组织,分离培养NPSCs。取第3代NPSCs分别进行成骨、成软骨及成脂分化培养,分别用茜素红、阿利新蓝及油红O对三系细胞进行染色,观察NPSCs的三系分化潜能。(3)取第3代NPSCs分为无支架的对照组和5%、10%、15%GelMA水凝胶支架组,对照组加入培养基培养3 d,不同浓度GelMA水凝胶支架组紫外光照射固化后接种NPSCs,加入培养基培养7 d。各组细胞采用免疫荧光染色,观察细胞形态的变化。(4)取第3代NPSCs分别接种于紫外光照射固化后的5%、10%、15%GelMA凝胶支架中,采用细胞计数(CCK)-8试剂盒检测细胞增殖能力,采用活细胞/死细胞双染试剂盒检测细胞活力,采用免疫荧光染色检测Agg和ColⅡ蛋白的表达情况。结果(1)5%、10%、15%GelMA水凝胶支架的孔径分别为(94.00±1.00)、(77.33±5.69)、(52.33±2.31)μm,水接触角分别为28.00°±2.65°、39.00°±2.65°、46.00°±1.00°,压缩模量分别为(45.77±8.66)、(64.63±3.06)、(86.07±10.73)kPa。不同浓度GelMA水凝胶支架随浓度的增高,支架的孔径减小,水接触角、压缩模量增大,差异均有统计学意义(F=102.40、49.40、21.51,P值均<0.05)。不同浓度GelMA水凝胶支架的含水量均随时间的增加而下降;而同一时间不同浓度GelMA水凝胶支架的含水量随浓度的增高而减少,3者间含水量比较差异均有统计学意义(P值均<0.05)。(2)NPSCs三系分化结果显示,培养的NPSCs成功分化为成骨细胞、成软骨细胞、成脂细胞,有多向分化的潜能,具备干细胞的特性。(3)水凝胶支架上NPSCs随着GelMA浓度的增加,细胞形态由正常的梭形逐渐变椭圆,细胞突伸展逐渐减弱,细胞质和细胞核比例逐渐减小,细胞聚集的集落逐渐变小。(4)NPSCs增殖实验显示:培养第1天时,不同浓度的GelMA水凝胶支架上NPSCs的光密度(OD)值差异无统计学意义(F=1.63,P=0.272);培养第4、7天时,随GelMA水凝胶支架浓度的增高,NPSCs的OD值均呈下降趋势,差异均有统计学意义(F=61.48、203.20,P值均<0.001)。NPSCs活力实验显示:培养第4天时,不同浓度的GelMA水凝胶支架上NPSCs活细胞占比差异无统计学意义(F=0.15,P=0.860);培养第7天时,随GelMA水凝胶支架浓度的增高,NPSCs活细胞占比呈下降趋势,差异有统计学意义(F=68.83,P<0.001)。(5)5%、10%、15%GelMA水凝胶支架中Agg蛋白的免疫荧光值分别为16.79±1.29、13.35±0.70、10.475±0.54,ColⅡ蛋白的免疫荧光值分别为17.17±1.49、13.32±1.65、9.53±1.01。随着GelMA水凝胶浓度的增高,Agg、ColⅡ蛋白的表达均呈下降趋势,差异均有统计学意义(F=22.10、36.64,P值均<0.001)。结论5%GelMA水凝胶支架具有较好的物理特性,适合NPSCs的生长、存活,能较好地促进细胞外基质相关蛋白的表达。

关键词： ISBS生物反应器   脱氢酶活性   胞外聚合物   污泥减量   污水处理  

摘要： 生物膜法是污泥减量的重要工具,而蜂窝式固定床生物反应器(ISBS)是其新型改良工艺。本文以ISBS生物反应器为研究对象,分析化学需氧量(COD)、总氮(TN)、氨氮(NH3-N)、溶解氧(DO)等常规指标的沿程变化规律,考察反应器单元格的污水处理效能并探索微生物的生长环境,从脱氢酶活性和胞外聚合物两方面讨论反应器与污泥减量的联系。结果显示,ISBS生物反应器前两个区域主要去除大部分污染物,后面的单元格则能分解难降解的大分子物质,从而使整个系统呈现优秀的污水处理能力;当ISBS生物反应器前两个区域DO浓度控制在1.3~3.5 mg/L时,该工艺具有良好的脱氮性能与有机物去除能力,ISBS生物反应器为不同微生物提供稳定的生长区域,使生物膜微生物量一直达到动态平衡,微生物也更加丰富,这是强化污泥减量的重要原因。

关键词： 环境工程学   生物反应器   添加剂   运行性能   厌氧颗粒污泥  

摘要： 轻稀土氧化物La_(2)O_(3)和CeO_(2)具有特殊催化性能,可用作生物促进剂。通过提升厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器的容积负荷,研究La_(2)O_(3)和CeO_(2)对EGSB反应器的处理效能、稳定性及对厌氧颗粒污泥理化特性的影响。结果表明,容积负荷为12.73 kg/(m3?d)时,添加La_(2)O_(3)和CeO_(2)后的反应器相较于对照反应器,平均化学需氧量(COD)去除率分别提高7%和11%,对照反应器(RⅠ)、添加La_(2)O_(3)反应器(RⅡ)、添加CeO_(2)反应器(RⅢ)的COD平均去除率分别为86%、93%和97%。添加La_(2)O_(3)和CeO_(2)降低了进水COD质量浓度对EGSB反应器出水pH值变化的灵敏度,增强了运行稳定性。经过126 d运行,RI的pH灵敏度比上升33%,而RⅡ和RⅢ分别下降了69%和67%,添加La_(2)O_(3)和CeO_(2)可降低反应器pH灵敏度比,维持反应器稳定性。添加La_(2)O_(3)和CeO_(2)后,EGSB反应器内厌氧颗粒污泥的沉降速率升高,接种污泥、RⅠ、RⅡ和RⅢ的平均沉降速率分别为31.32 m/h、54.96 m/h、72.69 m/h和95.12 m/h,RⅢ和RⅡ较RⅠ的沉降速率分别提高了73%和32%。通过电镜观察厌氧颗粒污泥表面微观结构发现,La_(2)O_(3)和CeO_(2)促进了胞外多聚物(EPS)分泌,可强化微生物细胞之间的黏附,进而增加了颗粒污泥的密度和粒径,增强厌氧颗粒污泥的沉降性能。