生物表面大分子对重金属的结合及机制开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

细菌细胞壁外面包微生物胞外聚合物（extracellular polymeric substance，eps），它是由多糖、蛋白质和少量的脂类、核酸等构成^[1]，相对分子质量分布范围为(1 ~ 3)×10⁴的一类有机高分子聚合物质，其组分因来源不同而有所差别，但均以多糖和蛋白质为主。eps作为微生物分泌的产物，对微生物的生存起到至关重要的作用，如：eps能在比较稳定的水域中固定微生物细胞体，避免水体流动而导致微生物生活在环境不稳定状态^[2]，覆盖在细胞表面的疏松eps聚合体能够捕捉水体环境中的营养盐，用以维系细胞的生长需要^[3]。

鉴于以上问题，如何理解和如何做的？除此之外，在其他方面也有不可忽视的作用，如在在医药、制奶工业和环境废水处理等领域^[4]。重金属离子与eps接触时，会与eps相互作用，导致形态等性质发生变化，从而改变重金属污染问题。

国内外研究概况：目前，人们对eps的环境行为还缺乏更为深刻的认识^[5]。关于eps的研究主要围绕在eps对水体中的重金属，多环芳烃，以及其他富营养元素的吸附作用方面。虽然关于eps对重金属污染的影响的研究结论是显而易见的，但是，鲜少有人针对这一问题进行细致的研究，给出具体的实验结果，故本次毕业设计针对这一问题进行实验，力求找出eps对重金属影响的结果，给出试验数据。所以，此实验是十分有意义的。

胞外聚合物(extracellular polymeric substances，epss)不仅形成细胞粘附于表面的三维结构，而且构成与微生物生态系统服务相关的自由溶解的健康液体。由于它们在自然水体中无处不在的弥散，自由溶解的eps很可能遇到各种化学物质，如有毒的重金属，并通过配位反应、还原反应、还原反应、还原反应和拮抗反应化解它们的毒性。以往的研究表明，当微生物细胞遇到有毒的 cr⁶ 时，排泄的可溶解的微生物产物(smp)在自然水体中的正常积累从2% 增加到20% 。 然而，目前对天然水体中微生物生态系统服务功能的研究还很少，需要进行适当的调查。 与微生物生存相关的生态系统服务与表层水中自由溶解的eps介导的金属转化有关。 由于电荷各向异性，电负性官能团，如羧基、酚基和磷酸基，可以与正电性金属配位，以金属 eps 配合物的形式固定游离金属。 此外，自由溶解的eps还可以依靠活性官能团(如半缩醛和巯基)来还原高氧化态ag ，cr⁶ 和 cu² [6,7]

2. 研究的基本内容和问题

研究目标： 通过研究微生物胞外聚合酶（eps）对重金属离子形态和性质的影响，探索eps与重金属污染的影响作用，从而为降低重金属污染风险提供依据。

研究内容：

1．eps的提取；

3. 研究的方法与方案

1．微生物胞外聚合酶（eps）的提取采用高速离心法；

2．eps对重金属影响通过测定紫外分光光度计260 nm处，水体吸光度的变化；

3. 重金属与eps的结合情况通过红外光谱分析。

4. 研究创新点

目前，国内外关于EPS的研究主要围绕在EPS对水体中的重金属，多环芳烃，以及其他富营养元素的吸附作用方面。虽然关于EPS对重金属污染的影响的研究结论是显而易见的，但是，鲜少有人针对这一问题进行细致的研究，给出具体的实验结果，故本次毕业设计针对这一问题进行实验，力求找出EPS对重金属污染影响的结果。

5. 研究计划与进展

2020年1月—2020年2月：基础资料的收集，文献阅读；

2020年2月—2020年3月：具体实验的确定，进行实验；

2020年3月—2020年5月：整理和分析数据，撰写论文。