化感物质焦性没食子酸缓释微球的制备及其抑藻效应研究

摘要

化感物质来源丰富，具有天然的生物相容性、可自然降解特性以及选择性抑藻效应，近年来水生植物化感作用逐渐被认为是一种生态、有效的蓝藻水华控制的重要方法。酚酸类化感物质是目前发现数量最多且活性较强的一类化感物质，以焦性没食子酸为酚酸类物质代表，对水华优势种铜绿微囊藻具有显著的抑制效果。但在实际工程应用中直接投加焦性没食子酸作为抑藻剂往往会受到抑藻有效作用时间短、局部浓度高，水中其它生物受到影响等问题的限制，而水生植物化感效应又显示出低剂量持续释放的有效抑藻模式，因此为了最大程度的发挥化感物质的抑藻效应，生态安全的利用化感物质的抑藻效果，本课题配合经济、环保的缓释微球化技术，以期化感物质在发挥其选择性抑藻效应的同时可实现低剂量持续释放的作用效果。 本课题以缓释微球化技术作为技术支持，制备可实现低剂量持续释放焦性没食子酸的缓释微球，且对该缓释微球的包埋效果在制备条件下的不同水平进行优化，以此来实现化感物质低剂量持续释放的作用模式。同时进一步探究该缓释微球对铜绿微囊藻的抑制效果以及藻细胞的生理响应结果，进一步探究化感物质低剂量持续释放的有效抑藻机理。最后通过优化该缓释微球的使用条件，为该缓释微球在水华控制方面的应用提供技术参数上的支持。本课题研究取得如下结果： （1）利用锐孔法一步制备出包埋焦性没食子酸的缓释微球，通过优化制备条件，制得包埋率最高达45.24%的焦性没食子酸缓释微球。 （2）焦性没食子酸缓释微球对铜绿微囊藻的抑藻效果及藻细胞的生理响应实验结果显示随着微球中焦性没食子酸的释放趋势，藻细胞的膜完整性、胞内酯酶活性、藻细胞光合作用活性以及藻细胞密度等指标均呈现先下降后回升的趋势，其中藻细胞内活性氧水平呈现先上升后下降的趋势，且各指标呈现有效抑制的时间均只可维持4天，4天后抑制效果相应减弱。 （3）焦性没食子酸缓释微球在藻细胞初始密度为1×106cells/mL的条件下的抑藻效果更显著，且黑暗条件下投放该缓释微球的抑藻效果要优于相同条件下白天投放缓释微球的抑藻效果。 综合实验结果表明，微球化技术可有效保护焦性没食子酸的理化性质不变，同时辅助其模拟自然水生植物的分泌代谢过程，通过破坏铜绿微囊藻细胞膜完整性，降低藻细胞内酯酶活性、藻细胞光合活性以及提高藻细胞内活性氧水平等对铜绿微囊藻进行抑制作用，本研究也为直接利用化感物质控制水华藻类异常增殖的研究方向提供了参考价值。

目录

声明

第一章 绪论

1.1水污染现状

1.2化感作用

1.3缓释微球化技术

1.4化感物质缓释微球的应用前景

1.5本课题的研究意义与研究思路

第二章 焦性没食子酸缓释微球的制备

2.1引言

2.2材料与方法

2.3焦性没食子酸缓释微球的性能及形态表征

2.4实验结果与分析

2.5本章小结

第三章 焦性没食子酸缓释微球的抑藻效果及藻细胞的生理响应研究

3.1引言

3.2实验材料与方法

3.3实验结果与讨论

3.4本章小结

第四章 焦性没食子酸缓释微球使用条件的优化

4.1引言

4.2材料与方法

4.3实验结果与讨论

4.4本章小结

第五章 研究结论与展望

5.1研究结论

5.2研究创新点

5.3研究展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间获得的科研成果