【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于抗生素生产废水的生物处理领域，涉及一种污泥胞外聚合物和磺胺类抗生素相互作用的分析方法。
技术介绍
1、抗生素生产废水的成分复杂、有机物浓度高(cod可达10000mg/以上)、还含有残留抗生素，是典型的、难处理的高浓有毒有机废水，也是环境中抗生素的重要来源之一，其抗生素残留浓度显著高于养殖场、医院、市政污水等体系。据报道，即便环境中抗生素污染物存在的浓度极低，也会导致环境中抗生素抗性基因的出现以及对人或其他动物产生潜在威胁。
2、目前，抗生素在生物处理单元中的去除主要是通过吸附和生物降解两种途径。其中，吸附在某些抗生素去除中发挥着重要作用。污泥是抗生素化合物的重要储库。胞外聚合物(extracellular polymeric substance，eps)是微生物分泌的一类大分子物质，它们位于微生物细胞表面及填充在污泥絮体内部空隙中。eps由于含有大量的羟基、羧基和氨基等官能团，带有电荷和疏水区域，可为抗生素等污染物提供大量的活性吸附位点。因此eps在硫酸盐有机废水厌氧生物处理工艺去除抗生素等污染物过程中起到重要作用。然而关于硫酸盐有机废水厌氧生物处理过程中eps与抗生素的相互作用并不清楚，亟需深入的研究。
3、污泥胞外聚合物含有的有机物的化学活性基团一般都是生色团或助色团，从而具有特定的分子光谱谱峰。当eps中物质行为(如氧化还原状态、络合作用)发生改变时，相关谱峰也会发生改变。因此，分子光谱分析技术是研究eps中不同物质的理化特性及应对环境改变的行为的高效工具。目前已有的分析方法大多停留
技术实现思路
1、本专利技术目的在于提供一种污泥胞外聚合物和磺胺类抗生素相互作用的分析方法。该方法同步使用紫外光谱和同步荧光光谱对eps与抗生素的相互作用进行分析，再使用红外光谱和二维相关光谱对eps物质分子结构进一步分析其作用关系。
2、实现本专利技术目的的技术方案如下：
3、污泥胞外聚合物和磺胺类抗生素相互作用的分析方法，包括以下步骤：
4、步骤1，提取污泥eps，并将污泥eps溶于ph＝7.0的磷酸盐缓冲溶液(pbs)中配置成eps溶液；
5、步骤2，疏水性磺胺类抗生素溶于ph＝7.0的pbs中配置成疏水性磺胺类抗生素储备液；
6、步骤3，eps溶液与疏水性磺胺类抗生素储备液混合，并补充pbs，配置成梯度疏水性磺胺类抗生素浓度的样品，混匀后平衡4～5h；
7、步骤4，测定样品的三维荧光光谱(eem)，确定荧光峰位置，使用parafac分析，确定荧光峰位置对应的物质归属及其荧光强度，对荧光强度和疏水性磺胺类抗生素浓度进行线性拟合，得到荧光拟合图，根据stern-volmer方程：计算淬灭速率常数kq，根据双倒数方程：计算物质与疏水性磺胺类抗生素结合常数ka和结合位点数n，其中，f0为eps在加入抗生素前的荧光强度，f为eps在加入抗生素后的荧光强度，τ0为分子在没有淬灭剂存在时的平均分子寿命，值为1.7×10-8s，q为抗生素浓度；
8、测定样品的紫外吸收光谱，确定eps的蛋白质结构变化；
9、测定样品的同步荧光光谱，确定eps中的蛋白质组成；
10、测定样品的ftir光谱，确定eps中与疏水性磺胺类抗生素相互作用的官能团，根据noda规则，确定eps与疏水性磺胺类抗生素结合过程中的结构变化顺序，由红外二维相关分析eps中官能团与疏水性磺胺类抗生素相互作用的先后顺序；
11、分析ftir光谱中相互作用官能团所在波段，分析蛋白质的二级结构变化，α-螺旋/(β-折叠+无规卷曲)的比值反映蛋白质结构的密度，比值越高，反映蛋白质结构的密度越大。
12、步骤1中，污泥为本领域生物处理有机废水过程中，常见的在生物反应器中形成的污泥，在本专利技术具体实施方式中，以硫酸盐还原污泥为代表。
13、步骤1中，污泥eps的提取采用现有的物理提取方法，包括但不限于高速离心、超声波和热提取等。
14、在本专利技术具体实施方式中，污泥eps的提取采用热提取方法，具体步骤为：从生物反应器中取出种子污泥置于离心管中，8000rpm离心15min进行增稠，倒去上清液，将离心后的污泥重悬于nacl溶液中，60℃水浴加热，8000rpm离心15min，得到eps上清液，eps上清液使用3kda的再生纤维超滤膜进行纯化，去除离子和小分子，得到絮状eps。
15、优选地，步骤1或2中，pbs的浓度为50mm。
16、步骤3中，疏水性磺胺类抗生素为常见的疏水性的磺胺类抗生素，包括但不限于磺胺嘧啶(sd)、磺胺二甲氧嘧啶(sdx)和磺胺二甲嘧啶(smz)等。
17、优选地，步骤3中，样品中，eps溶液的浓度为25mg/l，sd的浓度为0～79.9μm，sdx的浓度为0～64.4μm，smz的浓度为0～71.8μm。
18、步骤4中，荧光强度在4000-6000a.u.区间。
19、本专利技术与现有的技术相比，其优点是：
20、(1)本专利技术建立了一种污泥eps和抗生素相互作用的分析方法，将eps量化后从分子结构上解释与抗生素的作用方式；
21、(2)本专利技术采用硫酸盐还原污泥eps，作用对象为磺胺类抗生素，可向更多使用场景辐射，从好氧、厌氧及特定使用场景的污泥eps，到更大范围内的抗生素，通过微调参数，能够较为全面地揭示其中的物质迁移转化路径，分析不同种类污泥eps和不同抗生素的相互作用机制；
22、(3)本专利技术将生物反应器中污泥去除抗生素的方式分离，更好地说明了吸附在去除抗生素过程中的关键作用，可以此更好地改进生物反应器，针对性地去除抗生素，具有一定的实用价值。
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1.污泥胞外聚合物和磺胺类抗生素相互作用的分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，步骤1中，污泥为硫酸盐还原污泥。
3.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，步骤1中，污泥EPS的提取采用物理提取方法。
4.根据权利要求3所述的分析方法，其特征在于，物理提取方法为高速离心、超声波或热提取。
5.根据权利要求4所述的分析方法，其特征在于，热提取方法的具体步骤为：从生物反应器中取出种子污泥置于离心管中，8000rpm离心15min进行增稠，倒去上清液，将离心后的污泥重悬于NaCl溶液中，60℃水浴加热，8000rpm离心15min，得到EPS上清液，EPS上清液使用3kDa的再生纤维超滤膜进行纯化，去除离子和小分子，得到絮状EPS。
6.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，步骤1或2中，PBS的浓度为50mM。
7.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，步骤3中，疏水性磺胺类抗生素为磺胺嘧啶、磺胺二甲氧嘧啶或磺胺二甲嘧啶。
8.根据权利要求7所
9.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，步骤4中，荧光强度在4000-6000A.U.区间。
...【技术特征摘要】
1.污泥胞外聚合物和磺胺类抗生素相互作用的分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，步骤1中，污泥为硫酸盐还原污泥。
3.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，步骤1中，污泥eps的提取采用物理提取方法。
4.根据权利要求3所述的分析方法，其特征在于，物理提取方法为高速离心、超声波或热提取。
5.根据权利要求4所述的分析方法，其特征在于，热提取方法的具体步骤为：从生物反应器中取出种子污泥置于离心管中，8000rpm离心15min进行增稠，倒去上清液，将离心后的污泥重悬于nacl溶液中，60℃水浴加热，8000rpm离心15min，得到eps上清液，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李燕，疏鹏，韩灵灵，钟菲，徐丽娅，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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