本发明专利技术涉及常温有氧条件下，一种简便的高强度长寿命包埋微生物的光化学制备方法及相应的配方。根据此方法及配方制备的包埋微生物活性高，强度大，在流化反应器中的运行寿命可超过1.5年以上。由于光化学合成方法具有常温下进行，有氧下操作的特点，并且包埋材料具有生物相容性的特点，因此可广泛应用于多种微生物、酶、蛋白质及非微生物种类物质的包埋，并可大规模工业化制备。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及常温有氧条件下，一种简便的。
技术介绍
固定化微生物技术是用化学或物理手段将游离微生物定位于限定的空间区域，以提高微生物细胞的浓度，使其保持较高的生物活性并反复利用的方法。包埋固定化技术具有包埋微生物密度高，耐外界环境冲击能力强，固液分离简单，操作简单等优点，因此在化工，废水处理等领域具有非常广泛的应用前景。但是目前的包埋菌普遍存在活性低、寿命短的缺点，因此，难以工业化应用。因此，如何在保证包埋载体内微生物活性的基础上，提高载体的寿命，使之在反应器中长期稳定运行是目前的难题
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有包埋微生物活性不高，载体强度较低的缺点。通过调整有机、无机材料之间的配比，在光化学引发下，可在常温有氧条件下对微生物进行包埋固定。由于将微生物在接近生理条件下包埋于载体中，保持了微生物的活性；另外，调整有机物、无机物之间的比例，制备处理高强度长寿命的包埋菌。此载体在流化反应器中的运行时间可超过I. 5年以上。此方法简单、方便、易于操作。本专利技术的方法如下 制备方法一 I.常温下，将适量的丙烯酰胺溶解于60ml的水中，加入一定量的亚甲基双丙烯酰胺，搅拌至溶解，得A溶液； 2.在A溶液中加入稀酸调整溶液pH至1-5. 5，搅拌均匀，加入2ml乙烯基硅氧烷，及8 ml四甲氧基硅烷(或硅酸四乙酯)，搅拌至水解，得溶液B ; 3.加入PBS缓冲液到B溶液中至其为中性；然后加入待包埋的微生物，搅拌均匀，得混合液C; 4.在混合液C中加入安息香二甲醚溶液0.4ml,四甲基乙二胺I. 6ml，过硫酸钾饱和溶液4ml,快速搅拌均勻； 5.将4中的反应液置于辐照光源下辐照2-6分钟，进行固化； 6.根据需要将固化后的包埋菌切割成相应的尺寸及大小。制备方法二 I.常温下，将适量的丙烯酰胺溶解于一定体积(a ml)的去离子水中，加入一定量的亚甲基双丙烯酰胺，搅拌至溶解，得A溶液； 2.在体积为b (a+b=60) ml的去离子水中，加入稀酸调整溶液PH至1-5. 5，搅拌均匀，加入2ml乙烯基硅氧烷，及8 ml四甲氧基硅烷(或硅酸四乙酯)，搅拌至水解，得溶液B ; 3.溶液A与B共混均匀，加入PBS缓冲液到混合溶液中至其为中性；然后加入待包埋的微生物，搅拌均匀，得混合液C ；4.在混合液C中加入安息香二甲醚溶液0.4ml,四甲基乙二胺I. 6ml，过硫酸钾饱和溶液4ml,快速搅拌均勻； 5.将4中的反应液置于辐照光源下辐照2-6分钟，进行固化； 6.根据需要将固化后的包埋菌切割成相应的尺寸及大小。制备方法三 I.常温下，将适量的丙烯酰胺溶解于60ml的水中，加入一定量的亚甲基双丙烯酰胺，搅拌至溶解，得A溶液； 2.在A溶液中加入稀酸调整溶液pH至1-5. 5，搅拌均匀，加入2ml乙烯基硅氧烷，及8 ml四甲氧基硅烷(或硅酸四乙酯)，搅拌至水解，得溶液B ; 3.在溶液B中加入一定量的去离子水，将溶液B进行减压蒸馏，去除甲醇或乙醇类挥发物质，并使2中得到的体积不变，得溶液C ； 4.加入PBS缓冲液到C溶液中至其为中性；然后加入待包埋的微生物，搅拌均匀，得混合液D ; 5.在混合液D中加入安息香二甲醚溶液0.4ml,四甲基乙二胺I. 6ml，过硫酸钾饱和溶液4ml,快速搅拌均勻； 6.将5中的反应液置于辐照光源下辐照2-6分钟，进行固化； 7.根据需要将固化后的包埋菌切割成相应的尺寸及大小。制备方法四 I.常温下，将适量的丙烯酰胺溶解于一定体积(a ml)的去离子水中，加入一定量的亚甲基双丙烯酰胺，搅拌至溶解，得A溶液； 2.在体积为b (a+b=60)ml的去离子水中，加入稀酸调整溶液PH至1-5. 5，搅拌均匀，加入2ml乙烯基硅氧烷，，及8 ml四甲氧基硅烷(或硅酸四乙酯)，搅拌至水解，得溶液B，将溶液A和溶液B共混得到混合溶液； 3.在混合溶液中加入一定量的去离子水，将其进行减压蒸馏，去除甲醇或乙醇，剩余溶液体积与2中得到的溶液的体积相同，得混合液C ； 4.加入PBS缓冲液到C溶液中至其为中性；然后加入待包埋的微生物，搅拌均匀，得混合液D ; 5.在混合液D中加入安息香二甲醚溶液0.4ml，四甲基乙二胺I. 6ml，过硫酸钾饱和溶液4ml,快速搅拌均勻； 6.将5中的反应液置于辐照光源下辐照2-6分钟，进行固化； 7.根据需要将固化后的包埋菌切割成相应的尺寸及大小。该种包埋菌制备方法可在常温有氧条件下，通过光源辐照，达到对透明及不透明体系，以及相应的包埋体系进行光化学高效引发，使之固化，并得到高活性及长寿命的包埋菌。特别适用于包埋固定化微生物或其它非生物的固定包埋体系。该包埋对透明、不透明的包埋体系进行光化学引发进行固化包埋，一般包括以下步骤 步骤一，将4. 8 g-9 g的丙烯酰胺或含双键的预聚物或其它含双键的单体溶解于60 ml的去离子水中，并加入适当的交联剂，搅拌溶解，得溶液A ;或者 将4. 8 g-9 g的丙烯酰胺或含双键的单体或预聚物溶解在体积为a ml的去离子水中，加入交联剂，得溶液A’ ； 步骤二，用稀酸将步骤一中得到的溶液A调整至pH为1-5. 5，在调整pH后的溶液中加入乙烯基硅氧烷l_4ml，及四甲氧基硅烷或硅酸四乙酯19-16ml，搅拌至水解，得溶液B ;或者 用稀酸将b ml的去离子水调整至pH为1-5. 5，其中a+b=60，在调整pH后的溶液中加入乙烯基硅氧烷l_4ml，及硅酸四乙酯或四甲氧基硅烷19-16ml，搅拌至水解，得溶液B’，将溶液A’与B’共混均匀得到混合溶液； 步骤三，采用PBS缓冲液加入到上一步骤得到的溶液中，调整其pH为中性；然后加入l-6g的待包埋的微生物，搅拌均匀，得混合液D ；步骤四，在步骤三中得到的混合液中加入安息香二甲醚，四甲基乙二胺以及过硫酸钾，使其在包埋体系中的浓度分别为0. l-1.2%(m/v，g/ml),0. 7-5% (m/v, g/ml)以及0.1-0. 6% (m/v, g/ml),快速搅拌均勻； 步骤五，将步骤四中得到的反应液置于辐照光源下辐照2-6分钟，进行固化； 步骤六，根据需要将固化后的包埋菌切割成相应的尺寸及大小。其中，在一优选实施方式中，在上述步骤二与三之间，还进一步进行以下步骤在保持体积不变的情况下，将步骤二得到的溶液减压蒸馏至无醇类挥发物质，得溶液C。在一优选实施方式中，在步骤一中，所述的单体在溶液中的浓度为每IOOml溶液中含的预聚物或单体的含量为9 14 g ;交联剂在溶液中的质量体积百分数为0. 2 l%(m/v)。在一优选实施方式中，在步骤二中，乙烯基硅氧烷在溶液中的浓度为 每IOOml溶液中含的预聚物的含量为3-15ml ;四甲氧基硅烷或硅酸四乙酯在反应液中的浓度为 每IOOml溶液中含的预聚物的含量为10-25ml ； 在一优选实施方式中，在步骤三中，反应液中所加入的微生物或其它包埋对象在溶液中的质量体积百分数为3. 2 20% (m/v)。在一优选实施方式中，在步骤四中，所述的过硫酸钾、安息香二甲醚及四甲基乙二胺在溶液中的含量分别是 0. 2-0. 5% (m/v, g/ml), 0. 3-1. 0%(m/v, g/本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种包埋微生物载体的光化学制备方法，其特征在于，步骤一，将4.8？g？9？g的丙烯酰胺或含双键的单体或预聚物溶解在60ml的去离子水中，加入交联剂，得溶液A；或者将4.8？g？9？g的丙烯酰胺或含双键的单体或预聚物溶解在体积为a？ml的去离子水中，加入交联剂，得溶液A’；步骤二，用稀酸将步骤一中得到的溶液A调整至pH为1？5.5，在调整pH后的溶液中加入乙烯基硅氧烷1？4ml，及四甲氧基硅烷或硅酸四乙酯19？16ml，搅拌至水解，得溶液B；或者用稀酸将b？ml的去离子水调整至pH为1？5.5，其中a+b=60，在调整pH后的溶液中加入乙烯基硅氧烷1？4ml，及四甲氧基硅烷或硅酸四乙酯19？16ml，搅拌至水解，得溶液B’，将溶液A’与B’共混均匀得到混合溶液；步骤三，将PBS缓冲液加入到上一步骤得到的溶液中，调整其pH为中性；然后加入1？6g的微生物或其它包埋对象，搅拌均匀；步骤四，在步骤三中得到的混合液中加入的安息香二甲醚溶液，四甲基乙二胺，以及过硫酸钾饱和溶液，迅速搅拌均匀；其中过硫酸钾在包埋体系中的百分比为0.1？0.6%(m/v,？g/ml)，安息香二甲醚在包埋体系中的百分比为0.1？1.2%(v/v,？ml/ml)，四甲基乙二胺在包埋体系中的百分比为0.7？5％（m/v,？g/ml）；步骤五，将步骤四中得到的反应液置于辐照光源下辐照2？6分钟，进行固化；步骤六，根据需要将固化后的包埋微生物载体切割成相应的尺寸及大小。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：乔向利，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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