[发明专利]高强度高活性包埋微生物载体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及常温有氧条件下，一种简便易行的高强度高活性包埋微生物的制备及相应配方。此方法及配方制备的包埋微生物活性高，能高效去除高浓度氨氮及苯酚废水中的污染物，并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，因此方法及配方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。

背景技术

包埋微生物技术由于具有微生物密度高，耐外界环境冲击能力强，固液分离简单，操作简单等优点，因此在废水处理等行业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，目前难以实现工业化应用。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。

发明内容

本发明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。通过调整丙烯酰胺与聚乙烯醇之间的配比，在常温有氧条件下，通过光化学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；此载体在流化反应器中的运行时间可超过1.5年以上。此方法简单、方便、易于操作。

本发明的配方及制备过程如下：

制备过程一：

1.将适量的丙烯酰胺溶解于a ml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80-90°C的60-a ml去离子水中加入一定量的聚乙烯醇，搅拌至溶解，得B溶液；

3.将A与B混匀，然后加入PBS缓冲液到其中至其为中性；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1.6ml，过硫酸钾饱和溶液4ml,快速搅拌均匀；

5.将4中的反应液置于辐照光源下辐照2-8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。

制备过程二：

1. 在80-90℃的60 ml去离子水中加入一定量的聚乙烯醇，搅拌至溶解，得A溶液；

2. 将适量的丙烯酰胺溶解于A溶液中，加入一定量的亚甲基双丙烯酰胺，搅拌至溶解，得B溶液；     3.在B溶液中加入PBS缓冲液至其为中性；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1.6ml，过硫酸钾饱和溶液4ml，快速搅拌均匀；

5.将4中的反应液置于辐照光源下辐照2-8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。

该种包埋菌制备方法可在常温有氧条件下，通过光源辐照，达到对透明体系，不透明体系及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，在80-90°C的60ml或a ml去离子水中加入1.8 g-9g聚乙烯醇，搅拌至溶解，得A溶液；

步骤二，在步骤一的60 ml 的A溶液加入4.8 g-8.4 g的丙烯酰胺单体及0.12 g-0.6 g的交联剂，搅拌至溶解，得溶液B；或者

向b ml 的去离子水中加入4.8 g-8.4 g的丙烯酰胺及0.12 g- 0.6 g的N,N′-亚甲基双丙烯酰胺，搅拌至溶解，得溶液A’，其中a+b=60；

步骤三，将步骤一的a ml的A溶液与b ml的A’溶液共混，然后加入PBS缓冲液，至其pH至中性，得溶液C；或者

在步骤二的60ml的B溶液中加入PBS缓冲液，至其至中性，得溶液C；

步骤四，在溶液C 中加入1-6 g待包埋物，搅拌均匀，得混合液D；

步骤五，在混合液D中加入安息香二甲醚溶液0.2-0.6ml，四甲基乙二胺0.8-2.8ml，过硫酸钾饱和溶液2-8ml，快速搅拌均匀；

步骤六，将步骤五中得到的反应液置于辐照光源下辐照2-8分钟，进行固化；

步骤七，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，所述交联剂为N,N′-亚甲基双丙烯酰胺。

其中，在一优选实施方式中，在步骤一中，聚乙烯醇在溶液中的浓度为：每100 ml溶液中含的聚乙烯醇的含量为3-15 g。