高選擇性重組基因工程菌治理含汞廢水

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1 實(shí)驗(yàn)材料
實(shí)驗(yàn)中所用的菌株為廈門(mén)大學(xué)化學(xué)工程與生物工程系生物工程實(shí)驗(yàn)室利用大腸桿菌E.coliBL21(DE3)為宿主菌，經(jīng)帶有汞操縱子基因和金屬硫蛋白編碼基因的重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化而得到的基因工程菌。汞操縱子基因在細(xì)胞膜處表達(dá)出高特異性的外膜汞結(jié)合蛋白和內(nèi)膜汞轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，同時(shí)金屬硫蛋白基因在細(xì)胞體內(nèi)表達(dá)出對(duì)重金屬有高結(jié)合能力的金屬硫蛋白。金屬硫蛋白是一組富含巰基的低分子量蛋白質(zhì)，它既可高容量地結(jié)合重金屬離子，又可在細(xì)胞體內(nèi)消除重金屬離子對(duì)細(xì)胞本身的毒害作用。為便于重組菌株的篩選，在重組質(zhì)粒中引入了氨芐(Amp)和卡那(Kan)兩種抗生素選擇性標(biāo)記。
基本培養(yǎng)基為L(zhǎng)B培養(yǎng)基(g/L)：蛋白胨10.0；酵母提取物5.0；NaClO。
2 實(shí)驗(yàn)方法
2.1菌種保存
在500mL搖瓶中將重組菌接種到200mL含50mg/L氨芐霉素和30mg/L卡那霉素的LB培養(yǎng)基中，在37℃下振蕩培養(yǎng)至OD600約為4(振蕩速率為170min)，在1.5mL無(wú)菌微型離心管中加入870 L細(xì)菌培液中和130 L88%的甘油，混合后用液氮速冷，然后保存在-80℃。
2.2汞離子的生物富集
在l000mL搖瓶中裝入300mLLB培養(yǎng)液，加入50mg/L氨芐霉素和30mg/L卡那霉素，然后接入lmI細(xì)菌～甘油培養(yǎng)液，在37℃下振蕩(振蕩速率為170rain)培養(yǎng)至過(guò)夜.取少量菌液接種到相同的LB培養(yǎng)液中，使初始菌體密度為OD400值0.1～0.3，37℃下振蕩培養(yǎng)至OD6000.5～0.7時(shí)添加誘導(dǎo)物異丙基硫代半乳糖苷(IPTG)至終濃度為1.0mM.再次振蕩培養(yǎng)4h，4℃下離心收獲菌體待用.菌體在使用前先用磷酸緩沖液洗滌，然后懸浮于含不同濃度汞離子的模擬電解廢水中，在37℃下振蕩培養(yǎng)1h，離心收集菌體。為測(cè)量菌體內(nèi)所富集的汞離子含量，將收集的菌體干燥后用70%的高純度硝酸溶液消化過(guò)夜。考察富集速率時(shí)，在不同的時(shí)間用0.2 m孔徑的醋酸纖維膜收集菌體，以使菌體和處理液盡快分離開(kāi)來(lái)。由于重金屬離子易于被容器器壁吸附而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差，實(shí)驗(yàn)中所用的所有導(dǎo)管和玻璃容器使用前都用20%的硝酸溶液浸泡過(guò)夜，然后用去離子水浸洗干凈。
3 結(jié)論
經(jīng)重組基因轉(zhuǎn)化的基因工程菌具有很強(qiáng)的從廢水中富集汞離子的能力。廢水中共存離子的存在加快了重組菌的富集速率，但卻導(dǎo)致菌體的平衡富集能力下降了30%。pH的變化對(duì)重組菌的富集行為影響很小，且重組菌對(duì)汞離子的富集能力比一般的生物吸附法有很明顯的提高。

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