一种基于水凝胶包覆细菌聚集制氢的方法技术

一种基于水凝胶包覆细菌聚集制氢的方法，属于生物产氢领域。本发明专利技术具体涉及一种利用海藻酸钠水凝胶模型将含有氢化酶的细菌聚集起来并应用于长期制氢的方法。本发明专利技术解决了两个关键性问题：一、发明专利技术了一种简单且通用的细菌聚集体制备方法；二、实现了含有氢化酶细菌的长期产氢。方法：一、希瓦氏菌聚集体的制备；二、大肠杆菌聚集体的制备；三、混合细菌聚集体的制备；四、聚集体的长时间产氢。本发明专利技术将海藻酸钠水凝胶的结构特点与含有氢化酶细菌的制氢能力相结合，制备出水凝胶细菌聚集体，并且，此聚集体具有制备简单、操作方便等优点。该细菌聚集体涉及到的细菌包括但不限于希瓦氏菌，大肠杆菌，含有氢化酶的其他细菌也可用于制备聚集体。集体。集体。

【技术实现步骤摘要】
一种基于水凝胶包覆细菌聚集制氢的方法


[0001]本专利技术属于生物产氢领域，具体涉及一种基于水凝胶包覆细菌聚集制氢的方法。

技术介绍

[0002]在化石能源使用过程中，会不可避免地造成温室气体的排放，而且化石燃料在地球上的储量是有限的。为此需要寻找可替代化石能源的清洁燃料，这不仅符合国家碳中和的目标，而且也是可持续发展战略的要求。氢气是公认的清洁能源，作为新能源正在脱颖而出。氢气作为能源有众多优点，氢气的热值高，是石油热值的3倍多，氢气质量轻、储量高、环保、导热好。目前工业上的主要制氢方法为：化石燃料制氢、工业副产物制氢、生物原料制氢和电解法制氢等。上面提到的这些制氢方法都是能源密集型且不可持续的。与之相比，生物制氢是一种可持续的，相对简单的制氢方法。生物制氢主要利用生物体内的氢化酶。目前，生物制氢通常是通过使用表达氢化酶的微生物来实现的，如绿藻、蓝藻、紫色光合细菌以及一些带有氢化酶的异养细菌，或直接分离出来的氢化酶。利用微生物作为全细胞生物催化剂合成氢气更简单、更稳健，因此具有更实际的应用前景。由于细菌分布广泛，来源广，繁殖迅速，因此可以作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于水凝胶包覆细菌聚集制氢的方法，其特征在于：所述方法具体步骤为：步骤一、希瓦氏菌聚集体的制备：(1)将100～150μl司班80溶解到40ml液体石蜡中作为油相；(2)将15～30mg氯化钙溶于200μl去离子水作为水相A；(3)取1％～2％的海藻酸钠溶液与含有氢化酶的细菌菌液混合作为水相B，海藻酸钠溶液与菌液的体积比为1:1～1:5；(4)将200μl水相A与6ml油相在离心管内混合并摇匀后得到油包水的乳液，静止1～5分钟，再将水相B加入其中并摇匀，所述水相B与油相的体积比应为1:1～1:5，静置30min，在离心管底部得到细菌聚集体；(5)通过离心，并先后用1％～3％的吐温80水溶液和去离子水各洗涤3次，将聚集体完全转移到水相，得到聚集体沉淀物，将聚集体沉淀物分散到10ml的2～5mg/ml氯化钙溶液中压密压实，其中，聚集体中菌体密度通过控制菌液的浓度来控制；步骤二、聚集体的长时间产氢将聚集体离心并用去离子水洗2遍后，得到聚集体沉淀物，加入含有相应底物的溶液，转移到带有抽气接头的厚壁口小瓶中并用封口膜密封，用于长时间产氢，当底物耗尽，聚集体停止产氢时，将聚集体离心洗涤后，重新在氯化钙溶液中压密压实并补加相应的底物，压实的条件为：将细菌聚集体分散到10ml的2.5mg/ml氯化钙溶液中，在转速为100～250rpm的磁力搅拌下反应2～5h；聚集体沉淀物与底物溶液的比例为310mg：3mL。2.根据权利要求1所述的一种基于水凝胶包覆细菌聚集制氢的方法，其特征在于：步骤一中，所述菌液为希瓦氏菌菌液、大肠杆菌菌液或大肠杆菌与希瓦氏菌的混合菌液。3.根据权利要求1或2所述的一种基于水凝胶包覆细菌聚集制氢的方法，其特征在于：步骤二中，三种聚集体的底物成分和浓度不同，对于希瓦氏菌聚集体，底物溶液包含10～40mM的乳酸钠和10～40mM的硫代硫酸钠；对于大肠杆菌聚集体，底物溶液包含10～40mM的葡萄糖和0.5～2mM的半胱氨酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄鑫，林松，李尚松，刘小曼，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：