1. 研究目的与意义
杆菌霉素D是由芽孢杆菌产生的一种脂肽类抗生素,它以物理方式作用于细菌或真菌细胞壁,是抑制黄曲霉最强且唯一的一种抗生素,与其他抗生素无交叉耐药性,毒性极小,对环境无污染,对农业真菌具有广谱抑制作用[1,2]。还有研究报道杆菌霉素D可诱导人肿瘤细胞凋亡[3]。
硅藻土是一种具有多孔结构的生物硅质沉积岩[4],同时也是天然的非金属矿物质,主要成分是SiO2。硅藻土的多孔结构,高比表面积,表面丰富的硅羟基官能团及许多活性位点都使得其具有一定的吸附能力,尤其是表面的电负性,对阳离子型污染物吸附效果明显[5]。因此,在生化、环境等领域常被作为吸附材料或载体,但我国硅藻土杂质含量较多,严重影响其吸附性能,可以适当的进行提纯改性处理,提高硅藻土的吸附能力。
本研究意用改性后的硅藻土负载杆菌霉素D,观察其改性后对抗菌肽的吸附和脱附效果。由于硅藻土的吸附性,使其也具有一定的抑菌作用,当改性后的硅藻土负载杆菌霉素D时,是否能达到协同增效的抑菌效果。
2. 研究内容和预期目标
2.1研究内容
(1)对硅藻土进行改性处理,形成新的吸附材料,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、比表面积(BET)和傅里叶红外光谱(FI-TR)等技术检测吸附剂表征。
(2)采用正交实验探索吸附剂的最佳制备条件,通过单因素试验,探讨pH、吸附剂投加量、初始浓度、吸附时间和温度的改变对吸附效果的影响,再利用响应面优化吸附参数,确定最佳吸附条件。
3. 国内外研究现状
天然硅藻土资源丰富,可循环利用,较大的比表面积赋予它们良好的吸附性能,被认为是一类绿色环保的吸附材料,且改性后的材料吸附能力更强。
国内外关于这类黏土改性处理方法的报道有很多,Du等学者将 Mg3Si4O10(OH)2和MgFe2O4纳米片原位负载在硅藻土上,用于高效吸附去除六价铬[6];Caliskan等学者用氧化锰对硅藻土进行改性,研究了不同温度下硅藻土对锌离子的吸附性能[7];Li等学者研究表明,稀土元素镧固定在硅藻土上可以显著提高对四环素的吸附能力[8];李正军等以壳聚糖为碳源,对凹凸棒石进行碳化改性,制备的复合材料对Cr(Ⅵ)的最大吸附量可达 204.1 mg/g[9];郑锡瀚等学者以葡萄糖为碳源,碳化处理海泡石,实现了对亚甲基蓝的高效吸附[10]。
郭志伟等以葡萄糖为碳源,通过一步低温热解法对天然硅藻土进行碳化改性(CD300),在300℃下碳化改性的硅藻土对四环素的吸附效果最佳,较天然硅藻土的吸附性能提高了110.6%[11]。把玉鸿以硅藻土改性的介孔分子筛MCM-41为载体,镍为掺杂金属负载纳米零价铁采用液相还原法制备新型复合材料nZVI/Ni/MCM-41,并将其用于水溶液中两种典型抗生素四环素(TC)和土霉素(OTC)的去除[12]。刘迪在预处理的基础上,用腐殖酸钠对硅藻土改性,制备一种新型复合吸附材料,并用于去除四环素,改性后的比表面积为11.4913 m2/g,最大吸附量可63.64 mg/g[13]。
4. 计划与进度安排
2022年12月-2022年2月28日:确定课题研究计划,搜集、查阅相关文献资料,了解目前国内外研究动态,撰写开题报告,并完成外文文献翻译工作;
2022年3月1日-2022年3月5日:初步确定实验方案,准备实验所需材料、仪器和试剂;
2022年3月6日-2022年3月20日:完成预实验,为进一步的实验摸索条件,同时检验实验设计的科学性和可行性,以免由于设计不周,盲目开展实验而造成人力、物力、财力的浪费,确定最终的实验方案;
5. 参考文献
[1] Tanaka K, Ishihara A, Nakajima H. Isolation of anteiso-C17, iso-C17, iso-C16, and iso-C15 bacillomycin D from Bacillus amyloliquefaciens SD-32 and their antifungal activities against plant pathogens [J]. J Agric Food Chem, 2014, 62(7): 1469-1476.
[2] Yuan J, Li B, Zhang N, et al. Production of bacillomycin- and macrolactin-type antibiotics by Bacillus amyloliquefaciens NJN-6 for suppressing soilborne plant pathogens [J]. J Agric Food Chem, 2012, 60(12): 2976-2981.
[3] Hajare SN, Subramanian M, Gautam S, et al. Induction of apoptosis in human cancer cells by a Bacillus lipopeptide bacillomycin D [J]. Biochimie, 2013, 95(9): 1722-1731.
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