[0042] 除非另有定义,本文所使用的技术和科学术语,具有本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同的含义。本发明使用本文中所描述的方法和材料;但本领域中已知的其他合适的方法和材料也可以被使用。本文中所描述的材料、方法和实例仅是说明性的,并不是用来作为限制。所有出版物、专利申请案、专利案、临时申请案、数据库条目及本文中提及的其它参考文献等,其整体被并入本文中作为参考。若有冲突,以本说明书包括定义为准。
[0043] 一种鼠尾藻培养方法,其包括:
[0044] 1)藻种基础培养:以0.1的初始接种密度将活化后的鼠尾藻细胞接种至基础培养基中,培养至对数生长期;
[0045] 2)藻种优化培养:取步骤1)中培养至对数生长期的鼠尾藻液,经离心或过滤洗涤后得到藻泥,接种入另添加氮掺杂碳点的氮源减量基础培养基,在蓝光辐照下培养至稳定期收获藻细胞;
[0046] 其中,所述氮掺杂碳点是水溶性掺杂苏氨酸的碳点(CDs‑Thr);
[0047] 所述蓝光辐照的光照强度是1500~2500Lux,蓝光的波长是440~460nm。
[0048] 本申请所述鼠尾藻培养方法包括下述限制:
[0049] a)步骤1)的藻种基础培养步骤中的基础培养基组成如下:碳酸氢钠11.0~15.0g/L、磷酸氢二钾0.5~1.0g/L、硝酸钙3.2~5.2g/L、氯化钠3.2~4.0g/L、硫酸镁0.12~0.2g/L、硫酸亚铁0.01~0.20g/L、硼酸1.25~1.5mg/L、硫酸锌2.5~5.0mg/L、硫酸铜3.0~10.0mg/L、硝酸钴2.0~3.0mg/L,其余为水,pH值7.0~7.5;
[0050] b)步骤1)的藻种基础培养步骤中的培养温度是25~32℃,12L/12D以光照强度3000~4000Lux照射;
[0051] c)步骤1)的添加氮掺杂碳点的氮源减量基础培养基是在基础培养基中添加55~100mg/L的水溶性掺杂苏氨酸的碳点,并将硝酸钙的含量调整至1.2~1.5g/L;
[0052] d)步骤2)中,藻泥经另添加氮掺杂碳点的氮源减量基础培养基直接稀释至初始接种密度为0.25~0.35;
[0053] e)步骤2)的藻种优化培养的培养温度是30~32℃,pH是7.0~8.0;
[0054] f)步骤2)的水溶性掺杂苏氨酸的碳点的制备方法为:称取L‑苏氨酸0.52~0.055g和柠檬酸0.20~0.21g,用10mL超纯水溶解,pH是6.8~7.1的条件下,室温搅拌并超声至溶解完全后转移至聚四氟乙烯的反应釜中;调节反应釜温度至160~180℃后保持1~12h,自然冷却至室温,并将反应液装入透析袋(截留相对分子质量1000)中,透析液为去离子水,透析时间为48~96h,冻干即得;
[0055] g)所述水溶性掺杂苏氨酸的碳点是类球形的纳米颗粒,粒径分布在1.0~3.0nm范围内。
[0056] 本申请以L‑苏氨酸和柠檬酸为原料合成类类球形的粒径分布在1.0~3.0nm范围内的CDs‑Thr纳米颗粒,所述CDs‑Thr纳米颗粒良好的生物相容性,在高浓度情况下仍然没有明显的细胞杀伤作用,不会对细胞机体造成明显损伤,与传统量子点相比具有较低的生物毒性,更利于在生物培养、生物分析、细胞标记和体内成像等方面的研究和应用;特别需指出的是,在本申请中,利用CDs‑Thr纳米颗粒联合440~460nm的蓝光辐照对鼠尾藻进行培2
养,可以获得对重金属离子具有较大吸附能力的鼠尾藻造液,可有效去除污染水体中的Cu+ 2+ 2+ 2+ 2+ 6+
、Hg 、Cd 、Pb 、Ni 、Cr 中的一种或多种组合重金属离子,可以广泛用于污染水、废水等的处理过程,具有广泛的应用前景。
[0057] 一种快速去除污染水体中重金属离子的复合鼠尾藻制剂,其包括:
[0058] ‑75~95wt%的由上述所述方法获得的新鲜鼠尾藻;
[0059] ‑5~25wt%的新鲜蓝藻;
[0060] ‑0.1~1wt%的锌盐;
[0061] ‑pH调节剂。
[0062] 本申请所述复合鼠尾藻制剂包括下属限制:
[0063] a)所述锌盐选自无机酸锌盐如氯化锌、硫酸锌、硝酸锌以及有机酸锌盐如葡萄糖酸锌、柠檬酸锌的至少一种;
[0064] b)所述的pH调节剂选自生石灰、熟石灰、二氧化碳、硫酸和盐酸。
[0065] 本申请使用由前述所述方法获得的新鲜鼠尾藻与新鲜蓝藻和锌盐、pH调节剂复配成快速去除污染水体中重金属离子的复合鼠尾藻制剂,可实现对铜盐、汞盐、铅盐等重金属2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 6+
的高效吸附,可有效去除污染水体中的Cu 、Hg 、Cd 、Pb 、Ni 、Cr 中的一种或多种组合重金属离子,可以广泛用于污染水、废水等的处理过程。
[0066] 一种利用鼠尾藻去除污染水体中重金属离子的方法,其包括:
[0067] 1)向目标污染水体中投入上述所述复合鼠尾藻制剂;
[0068] 2)充入空气搅拌12~36h使目标污染水体中的重金属离子被充分吸收;
[0069] 其中,所述重金属离子是Cu2+、Hg2+、Cd2+、Pb2+、Ni2+、Cr6+中的一种或多种组合。
[0070] 实施例1:
[0071] 本实施例提供一种鼠尾藻培养方法,其包括:
[0072] 1)藻种基础培养:以0.1的初始接种密度将活化后的鼠尾藻细胞接种至基础培养基中,培养至对数生长期;
[0073] 2)藻种优化培养:取步骤1)中培养至对数生长期的鼠尾藻液,经离心或过滤洗涤后得到藻泥,接种入另添加氮掺杂碳点的氮源减量基础培养基,在蓝光辐照下培养至稳定期收获藻细胞;
[0074] 其中,所述氮掺杂碳点是水溶性掺杂苏氨酸的碳点(CDs‑Thr);
[0075] 所述蓝光辐照的光照强度是2000Lux,蓝光的波长是440~460nm。
[0076] 具体地,本实施例所述鼠尾藻培养方法包括下述限制:
[0077] a)步骤1)的藻种基础培养步骤中的基础培养基组成如下:碳酸氢钠13.5g/L、磷酸氢二钾0.8g/L、硝酸钙4.0g/L、氯化钠3.5g/L、硫酸镁0.15g/L、硫酸亚铁0.1g/L、硼酸1.5mg/L、硫酸锌3.0mg/L、硫酸铜5.0mg/L、硝酸钴2.5mg/L,其余为水,pH值7.0;
[0078] b)步骤1)的藻种基础培养步骤中的培养温度是30℃,12L/12D以光照强度3500Lux照射;
[0079] c)步骤1)的添加氮掺杂碳点的氮源减量基础培养基是在基础培养基中添加80mg/L的水溶性掺杂苏氨酸的碳点,并将硝酸钙的含量调整至1.4g/L;
[0080] d)步骤2)中,藻泥经另添加氮掺杂碳点的氮源减量基础培养基直接稀释至初始接种密度为0.25;
[0081] e)步骤2)的藻种优化培养的培养温度是32℃,pH是7.2;
[0082] f)步骤2)的水溶性掺杂苏氨酸的碳点的制备方法为:称取L‑苏氨酸0.542g和柠檬酸0.21g,用10mL超纯水溶解,pH是7.0的条件下,室温搅拌并超声至溶解完全后转移至聚四氟乙烯的反应釜中;调节反应釜温度至180℃后保持6h,自然冷却至室温,并将反应液装入透析袋(截留相对分子质量1000)中,透析液为去离子水,透析时间为72h,冻干即得;
[0083] g)所述水溶性掺杂苏氨酸的碳点是类球形的纳米颗粒,粒径分布在1.0~3.0nm范围内,如图2所示。
[0084] 本申请以L‑苏氨酸和柠檬酸为原料合成类类球形的粒径分布在1.0~3.0nm范围内的CDs‑Thr纳米颗粒,所述CDs‑Thr纳米颗粒良好的生物相容性,在高浓度情况下仍然没有明显的细胞杀伤作用,不会对细胞机体造成明显损伤,与传统量子点相比具有较低的生物毒性,更利于在生物培养、生物分析、细胞标记和体内成像等方面的研究和应用;特别需指出的是,在本申请中,利用CDs‑Thr纳米颗粒联合440~460nm的蓝光辐照对鼠尾藻进行培2
养,可以获得对重金属离子具有较大吸附能力的鼠尾藻造液,可有效去除污染水体中的Cu+ 2+ 2+ 2+ 2+ 6+
、Hg 、Cd 、Pb 、Ni 、Cr 中的一种或多种组合重金属离子,可以广泛用于污染水、废水等的处理过程,具有广泛的应用前景。
[0085] 实施例2:
[0086] 本实施例提供一种快速去除污染水体中重金属离子的复合鼠尾藻制剂,其包括:
[0087] ‑90.0wt%的由实施例1所述方法获得的新鲜鼠尾藻;
[0088] ‑9.0wt%的新鲜蓝藻;
[0089] ‑1.0wt%的锌盐;
[0090] ‑pH调节剂。
[0091] 本实施例所述复合鼠尾藻制剂包括下属限制:
[0092] a)所述锌盐是硫酸锌;
[0093] b)所述的pH调节剂是熟石灰和盐酸。
[0094] 实施例3:
[0095] 本实施例提供一种利用鼠尾藻去除污染水体中重金属离子的方法,包括:
[0096] 1)向目标污染水体中投入实施例2所述复合鼠尾藻制剂;
[0097] 2)充入空气搅拌24h使目标污染水体中的重金属离子被充分吸收;
[0098] 其中,所述重金属离子是Cu2+、Hg2+、Cd2+、Pb2+、Ni2+、Cr6+中的一种或多种组合。
[0099] 对比例D4:
[0100] 对比例D4与实施例1基本相同,其与实施例1的不同之处在于藻种优化培养步骤的基础培养基中未添加氮掺杂碳点的氮源,基础培养基中的硝酸钙含量未减少;后续依据实施例2的方法复配复合鼠尾藻制剂,利用本例制备的复合鼠尾藻制剂依据实施例3的方法去除污染水体中重金属离子。
[0101] 对比例D5:
[0102] 对比例D5与实施例1基本相同,其与实施例1的不同之处在于藻种优化培养步骤的蓝光辐照是白光辐照;后续依据实施例2的方法复配复合鼠尾藻制剂,利用本例制备的复合鼠尾藻制剂依据实施例3的方法去除污染水体中重金属离子。
[0103] 对比例D6:
[0104] 对比例D6与实施例1基本相同,其与实施例1的不同之处在于藻种优化培养步骤的基础培养基中添加的氮掺杂碳点的氮源是以L‑谷氨酸和柠檬酸为原料合成的CDs‑Glu纳米颗粒,并以与实施例1后续的方法培养鼠尾藻;后续依据实施例2的方法复配复合鼠尾藻制剂,利用本例制备的复合鼠尾藻制剂依据实施例3的方法去除污染水体中重金属离子。
[0105] 对比例D7:
[0106] 对比例D7与对比例D6基本相同,其与对比例D6的不同之处在于以L‑赖氨酸代替L‑谷氨酸制备CDs‑Lys纳米颗粒,并以与实施例1后续的方法培养鼠尾藻;后续依据实施例2的方法复配复合鼠尾藻制剂,利用本例制备的复合鼠尾藻制剂依据实施例3的方法去除污染水体中重金属离子。
[0107] 对比例D8:
[0108] 对比例D8与实施例2基本相同,其与实施例2的不同之处在于复合鼠尾藻制剂包括:
[0109] ‑99.0wt%的由实施例1所述方法获得的新鲜鼠尾藻;
[0110] ‑1.0wt%的锌盐;
[0111] ‑pH调节剂。
[0112] 利用本例制备的复合鼠尾藻制剂依据实施例3的方法去除污染水体中的重金属离子。
[0113] 对比例D9:
[0114] 对比例D9与实施例2基本相同,其与实施例2的不同之处在于复合鼠尾藻制剂,其包括:
[0115] ‑90.0wt%的由实施例1所述方法获得的新鲜鼠尾藻;
[0116] ‑10.0wt%的新鲜蓝藻;
[0117] ‑pH调节剂。
[0118] 利用本例制备的复合鼠尾藻制剂依据实施例3的方法去除污染水体中的重金属离子。
[0119] 实验例:
[0120] 实施例3以及对比例D4~D9中的目标污染水体一致,分别统计各例处理前和处理后水体中的各重金属离子的含量,并计算得出各例复合鼠尾藻制剂对各重金属离子的去除效果,统计结果如表1所示。
[0121] 表1、复合鼠尾藻制剂对重金属离子的去除效果
[0122]
[0123] 由表1可知,是否以含有氮掺杂碳点的氮源的培养基以及是否以蓝光辐照所培养得到的鼠尾藻对最终去除污染水体中重金属离子的作用影响较大,可以看出氨基酸源的不同对最终去除重金属离子的影响较小,复合鼠尾藻制剂中是否含有蓝藻与锌盐同样对去除污染水体中重金属离子的作用具有较大影响,可知本申请的方法可有效去除污染水体中的2+ 2+ 2+ 2+ 2+ 6+
Cu 、Hg 、Cd 、Pb 、Ni 、Cr 中的一种或多种组合重金属离子,可以广泛用于污染水、废水等的处理过程。
[0124] 上述实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术,故在此不再详细赘述。
[0125] 虽然上述具体实施方式已经显示、描述并指出应用于各种实施方案的新颖特征,但应理解,在不脱离本公开内容的精神的前提下,可对所说明的装置或方法的形式和细节进行各种省略、替换和改变。另外,上述各种特征和方法可彼此独立地使用,或可以各种方式组合。所有可能的组合和子组合均旨在落在本公开内容的范围内。上述许多实施方案包括类似的组分,并且因此,这些类似的组分在不同的实施方案中可互换。虽然已经在某些实施方案和实施例的上下文中公开了本发明,但本领域技术人员应理解,本发明可超出具体公开的实施方案延伸至其它的替代实施方案和/或应用以及其明显的修改和等同物。因此,本发明不旨在受本文优选实施方案的具体公开内容限制。