[发明专利]一种快速分离集胞藻细胞与其矿化产物的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物能源技术领域，具体涉及一种集胞藻细胞与其矿化产物的分离方法。

背景技术

地质化学模型和实验室实验研究已经证实微生物的特定新陈代谢反应在微生物碳酸盐的生物矿化过程中起着非常重要的作用，于是研究者们纷纷展开工作来探索形成微生物碳酸盐的各种物理化学机制。蓝绿菌是公认的能发生生物矿化的一种原核生物，如实验室中经常使用的集胞藻PCC6803，在含有不同钙离子浓度的BG11液体培养基中就能诱导方解石的生物矿化。科研工作者研究的重点主要集中在生物矿化的机制上，这一部分工作包括了矿物表面微形貌和结构等的变化分析，然而在这部分工作中却遇到了一个难题，在集胞藻的生物矿化过程中，由于集胞藻紧密地粘附在矿物表面，所以很难详细地观察到矿物的表面微形貌。

目前对于分离微生物诱导的生物矿物方法较少，现有技术中常规处理技术有，如用30％过氧化氢来处理除去矿物表面粘附的集胞藻和其它物质，但是此处理技术的缺点是矿物表面结构会遭到破坏，因此，研究一种可以保护矿物表面结构的处理方法是有必要的。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种快速分离集胞藻细胞与其矿化产物的方法，该方法不仅能够得到大量的矿化产物，而且能够保护矿化产物的表面微形貌不致遭受毁坏，从而有利于扫描电镜对矿物表面的微形貌观察以及矿物的其它表征实验。

其技术解决方案包括：

一种快速分离集胞藻细胞与其矿化产物的方法，依次包括以下步骤：

a、取一定量的集胞藻细胞培养液，将其放置于培养瓶中进行超声处理；

b、将上述放置有培养液的培养瓶斜置，在培养瓶底部聚集一定量的含有矿物沉淀的培养液；

c、选用移液器，所述移液器的枪头为去掉尖嘴的枪头，所述移液器将步骤b所得含有矿物沉淀的培养液移至离心管一中，进行离心处理，顶部聚集上清液一，底部聚集沉淀一，弃上清液一，收集沉淀一；

d、向步骤c所得沉淀一中加入溶液一，所述溶液一为乙醚、丙酮和无水乙醇的混合溶液，三者的体积比为1:1:1，选用安装有去掉尖嘴的枪头的移液器，反复吸打使其悬浮，得悬浮液一；

e、将步骤d所得悬浮液一进行超声处理，静置30s后得上清液二和沉淀二，弃上清液二，收集沉淀二；

f、向上述沉淀二中加入溶液二，所述溶液二为甲醇和无水乙醇的混合溶液，二者的体积比为1:1，选用安装有去掉尖嘴的枪头的移液器，反复吸打使其悬浮，得悬浮液二；

g、将步骤f所得悬浮液二进行超声处理，洗去悬浮液二中矿物表面的附着物及其色素，静置一段时间，静置30s后得上清液三和沉淀三，弃上清液三，收集沉淀三；

h、向步骤g所得沉淀三中加入溶液三进行多次洗涤，直至沉淀三颜色变为白色，所述溶液三为无水乙醇，多次洗涤静置后，即得矿化产物。

进一步的，步骤a中，超声处理功率为35W，处理时间为360s。

进一步的，步骤c中，离心处理时，控制转速为12000rpm，离心时间为2min。

进一步的，步骤e中，超声处理功率为35W，处理时间为10s。

进一步的，步骤g中，超声处理功率为35W，处理时间为10s。

本发明提出了一种快速分离集胞藻细胞与其矿化产物的方法，其分别在步骤a、步骤e、步骤g中对集胞藻细胞培养液进行超声处理，超声波在集胞藻培养液中使液体震动而产生数以万计的微小气泡，这些气泡在超声波纵向传播形成的负压区产生，而在正压区迅速闭合，微小气泡闭合时可产生瞬间高压，连续不断产生的瞬间高压不断冲击矿物表面，使矿物表面及缝隙中的污垢迅速剥落，从而达到清洗矿物的目的。

本发明在步骤d、步骤f和步骤h中加入溶液一、溶液二和溶液三，溶液一的主要成分为体积比为1:1:1的乙醚、丙酮和无水乙醇的混合溶液，是根据集胞藻细胞的胞外聚合物的成分而设计的，其胞外聚合物含有羟基、酮基和醚基等，根据相似相容原理，本发明特配制溶液一，溶液一可使以集胞藻为粘结剂而形成的矿物和集胞藻聚合体分散，使粘结在矿物上的大量的集胞藻细胞游离脱落下来，还能进一步漂洗矿物表面的集胞藻分泌的各种有机物；溶液二选用体积比为1:1的甲醇和无水乙醇的混合物，甲醇的极性高于乙醇，两者合用使矿物表面凹洞里的集胞藻及其有机物脱离，清洗效果好于无水乙醇；溶液三的主要成分为无水乙醇，可洗去矿物表面的各种有机溶剂，如丙酮、乙醚、甲醇等，还能洗去矿物表面的色素。