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摘要：本实验先利用磁性Fe3O4纳米颗粒和高粘度的壳聚糖在交联剂戊二醛的作用下合成磁性Fe3O4 /CS纳米材料，并对合成材料进行了红外光谱、X射线衍射、磁滞回线等性能和外观的表征，证实了合成材料含有Fe3O4和壳聚糖，材料具有晶型结构，材料的比饱和磁化强度为51.67 emu/g。再用微杆菌细胞直接固定到磁性Fe3O4 /CS纳米材料上，并进行条件优化，确定了采用pH 7.0，0.1M的磷酸盐缓冲液体系，在摇床振动吸附4h后，每1.5g湿磁性材料可以完全固定10mg干重的微杆菌细胞。并对固定化后的细胞性能进行表征：固定化后的细胞的最适反应pH和最适反应温度都没有发生偏离，仍为pH8.0和45℃。而固定化细胞在30℃，40℃，50℃下，细胞稳定性均好于游离细胞。说明磁性Fe3O4 /CS纳米材料对微杆菌细胞无细胞毒性。固定化细胞在重复操作10次后仍有70%转化率，远远高于游离细胞的10%转化率。5252
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关键词： 壳聚糖；Fe3O4；磁性纳米材料；固定化；微杆菌细胞
The immobilization of Microbacterium sp. cell by magnetic nanomaterials
Abstract: In this study, the first use of magnetic Fe3O4 nanoparticles and high viscosity of chitosan in the role of glutaraldehyde synthesis of magnetic Fe3O4/CS nanomaterials, then deal with synthetic materials by infrared spectroscopy, X-ray diffraction, hysteresis and other properties and appearance of the characterization, confirmed the synthetic material containing Fe3O4 and chitosan, materials with crystalline structure, specific saturation magnetization of materials is 51.67 emu/g. And then Micro-bacterium sp. cell fixed to the micro-magnetic Fe3O4/CS nanomaterials directly, and conducted optimization, determined using the pH 7.0, 0.1M phosphate buffer system, after a 4 hour shaker vibration absorption each 1.5 g wet weight of the magnetic material can be completely fixed 10 mg dry weight of the Microbacterium sp. cells. And then characterized by performance of the immobilized cells: the optimum pH and optimum temperature of the immobilized cells did not deviate, still pH 8.0 and 45℃. The immobilized c-ells at 30℃, 40℃, 50℃, the stability of cells are better than free cells. Described magnetic Fe3O4/CS nanomaterials on Microbacterium sp. cells without cytotoxic. After 10 times repeating the operation immobilized cells is still 70% of the conversion rate, muchh higher than the free cells to 10% conversion.
Key Words：Chitosan；Fe3O4；magnetic nanomaterials；immobilization；Microbacterium sp. cells
目 录
1 研究背景 1
1.1 磁性纳米材料研究的意义 1
1.2 磁性纳米材料的制备方法 2
1.2.1 磁流体的制备方法 2
1.2.2 磁性微粒的制备方法 2
1.2.3 纳米磁性微晶的制备方法 3
1.2.4 纳米磁性结构复合材料的制备方法 3
1.3 磁性纳米材料的应用 3
1.3.1 在磁记录方面的应用 4
1.3.2 在纳米永磁材料方面的应用 4
1.3.3 在纳米软磁材料方面的应用 4
1.3.4 在纳米吸波材料领域的应用 5
1.3.5 在生物医学领域的应用 5
1.3.6 在金属有机高分子磁性材料方面的应用 5
1.4 本课题研究意义和思路 5
1.4.1 研究意义 5
1.4.2 研究思路 6
2 实验的原理和流程 8
2.1 实验原理 8
2.2 实验流程 9
3 试验方法与材料 10
3.1 实验材料 10
3.1.1 菌种 10
3.1.2 主要试剂 10
3.1.3 主要仪器 10