微囊藻毒素提取纯化及去除的实验研究

摘要

近年来，巢湖水华爆发频繁，水华新鲜蓝藻资源化利用越来越得到重视，从巢湖蓝藻中提取纯化有用生物质是目前蓝藻资源化的主要途径，尤其是提取纯化蓝藻中藻蓝蛋白更是国内外的研究热点。但因为巢湖蓝藻中含具有致肝癌的微囊藻毒素，所以在提取纯化包括藻蓝蛋白在内的有用生物质过程中，需要考虑微囊藻毒素的去除;同时又因为微囊藻毒素危害的广泛性，使其毒理学、免疫学以及降解和去除等成为当前研究的热点，故而需要用到大量微囊藻毒素试剂，因此通过实验的手段提取纯化微囊藻毒素具有极高的实际意义。故本文从提取纯化微囊藻毒素和去除藻蓝蛋白资源化过程中产生的微囊藻毒素两个角度进行试验探究，得出结论为巢湖蓝藻资源化研究提供参考。
　　本文先以蓝藻破壁上清液为研究对象，采用双水相-固相萃取方法作为微囊藻毒素MC-RR纯化的前处理工艺，并探索工艺各环节的最优操作条件。再以藻蓝蛋白提取纯化过程中产生的二步盐析上清液为研究对象，分别开展了超声-混凝法和Fe(Ⅲ)改性凹凸棒石黏土吸附法对二步盐析上清液中高浓度微囊藻毒素的去除实验研究，以MC-LR和MC-RR的去除率为指标，得到最优的操作条件。主要试验结果如下:
　　在对蓝藻中MC-RR纯化的前处理优化实验中，通过正交试验的方法分析和优化了双水相-固相萃取工艺的主要参数:将蓝藻冻融破壁后，进行第一步双水相萃取:调节MC-RR粗提溶液pH值为8后使用质量分数为40％正己烷萃取3次、每次萃取2mm。然后进行第二步固相萃取:将30mL第一步处理后的溶液以0.5mL/mm的速度流过固相萃取柱、再用浓度为80％甲醇以0.5mL/mm的速度进行洗脱，收集1～3mm流出的浅黄色洗脱液。两步操作后，可将溶液中MC-RR的纯度由20.96％提高到46.71％，浓度由3.39mg/mL提高到14.63mg/mL。
　　在混凝辅助超声吸附去除微囊藻毒素的实验中，通过单因素与正交试验结合的方式探究超声-混凝结合的工艺对上清液中高浓度的微囊藻毒素进行去除效果，同时进行了理论分析。结果表明:在功率950W、时间10min，上清液pH值为2条件下进行超声处理后，再调节溶液pH值为8，投加硫酸铝8mg/L，以100r/min搅拌15mm进行混凝操作，可获得较佳的微囊藻毒素去除效果。混凝辅助超声法对MC-RR和MC-LR的去除率均在90％以上。
　　在改性凹凸棒石黏土去除微囊藻毒素的对比实验研究中，利用0.03g/mL的Fe(NO3)39H2O在20℃的条件下对粒度150-178μm为凹凸棒石黏土进行改性处理。得到改性材料后，通过对比实验的方法比较改性前后凹凸棒石黏土对溶液中微囊藻毒素处理效果的差异。实验结果表明改性后的凹凸棒石黏土对溶液中微囊藻毒素具有很强的吸附去除效果，可去除溶液中90％以上的微囊藻毒素，且同未改性的凹凸棒石黏土相比，提高了对微囊藻毒素的去除效果、缩短了处理时间、pH值适用范围更大、减少了去除时所需的投加量，具有较高的优越性。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 巢湖流域概况

1．1．2 巢湖富营养化现状

1．2 国内外对微囊藻毒素的研究现状

1．2．1 藻毒素的性质与危害

1．2．2 巢湖中微囊藻毒素的基本情况和信息

1．2．3 微囊藻毒素的检测

1．2．4 微囊藻毒素的提取纯化

1．2．5 微囊藻毒素的去除方法

1．3 研究内容及意义

1．3．1 研究意义

1．3．2 研究内容

第二章 微囊藻毒素MC-RR纯化工艺中前处理条件的优化

2．1 前言

2．2 实验方法

2．2．1 主要实验试剂与器材

2．2．2 实验方法

2．3 分析方法

2．3．1 固相萃取法提取富集藻毒素

2．3．2 高效液相色谱法检测藻毒素含量

2．4 实验与分析

2．4．1 粗提液中MC-RR纯度及含量的确定

2．4．2 双水相系统的正交优化

2．4．3 固相萃取工艺的正交优化

2．4．4 固相萃取收集时段的探索

2．4．5 组合工艺与单一工艺的比较

2．5 本章小结

第三章 混凝超声法去除藻蓝蛋白盐析液中的微囊藻毒素

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 主要实验试剂与器材

3．2．2 实验方法

3．3 分析方法

3．4 结果与分析

3．4．1 盐析上清液中微囊藻毒素含量的探究

3．4．2 超声条件的单因素实验

3．4．3 超声条件的多因素正交试验

3．4．4 混凝条件的单因素实验

3．4．5 混凝的多因素正交试验

3．5 本章小结

第四章 改性凹凸棒土吸附去除微囊藻毒素的对比实验研究

4．1 前言

4．2 实验部分

4．2．1 主要实验材料与仪器

4．2．2 实验材料制备

4．3 分析方法

4．4 结果与分析

4．4．1 改性条件探索的多因素正交试验

4．4．2 不同处理时间的比对实验结果

4．4．3 不同pH值条件下处理的比对实验结果

4．4．4 不同投加量的比对实验结果

4．5 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献