h。
[0029]b.收集菌体，将细胞培养至稳定期后，离心收集菌体，离心力为8000g，离心时间为lOmin，收集得到新鲜菌体。
[0030]c.洗涤菌体，用PH为7.0的磷酸缓冲液将菌体重新悬浮，充分震荡，再离心收集菌体，离心力为8000g,离心时间为lOmin。
[0031]d.真空冷冻干燥，将收集的菌体置于_20°C 12小时，然后置于_80°C 12小时，然后将冰冻的菌体置于冷冻干燥机中，温度为_50°C，干燥30h。
[0032]e.将菌体从冷冻干燥机中取出，得到耐辐射奇球菌干粉，即为Pb2+吸附剂。
[0033]利用本发明所述的方法制备的Pb2+吸附剂的使用方法，是将含Pb 2+溶液的PH调至2.0-4.0左右，然后加入该吸附剂，加入吸附剂的浓度为0.02-0.04g/ml,搅拌反应，反应时间3min以上，然后通过过滤、离心或者自然沉淀将菌体从溶液中分离，即达到清除水体中Pb2+的效果。
[0034]如附图1所示的吸附动力学实验方法，是称取0.2±0.02g吸附剂于50ml的离心管中，然后加入1mM的Pb2+溶液1ml (PH4.0左右)，然后在30°C，200rpm的条件下分别反应1，3，5，10，30min后，8000g离心1min去除菌体，用电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-OES)测量上清液中的铅浓度，按照如下公式计算Pb2+清除率:
清除率(％)= (Cc1-G)/C。*10
其中，Ctl为初始Pb 2+浓度，?为吸附剂处理后上清液中Pb 2+浓度；
从附图1中结果得出，3min以后反应基本达到平衡状态，清除率达到了 99%以上，说明该Pb2+吸附剂的清除速度快，清除效率高。
[0035]附图2说明了不同的条件如pH、温度、吸附剂浓度和Pb2+浓度对吸附剂清除效率的影响。
[0036]pH对清除效率的影响:用HCl将1mM的Pb2+溶液的PH调节至1，2，3，4，然后称取0.2±0.02g吸附剂于50ml的离心管中，分别加入不同PH的Pb2+溶液10ml，在30°C，200rpm的条件下反应30min后，8000g离心1min去除菌体，用ICP-OES测量上清液中的铅含量，计算清除率。
[0037]温度对清除效率的影响:将1mM的Pb2+溶液分装于不同的瓶子中，分别置于1，20，30，40，60°C预热，然后称取0.2±0.02g吸附剂于50ml的离心管中，分别加入1ml上述预热的Pb2+溶液,在相应的温度下反应30min后，8000g离心1min去除菌体,用ICP-OES测量上清液中的铅含量，计算清除率。
[0038]吸附剂浓度对清除效率的影响:分别称取0.01 ±0.0Olg, 0.05±0.005g,
0.1±0.01g，0.2±0.01g，0.3±0.01g，0.4±0.0lg 吸附剂于 50ml 的离心管中，分别加入PH=4的Pb2+溶液10ml，在30°C，200rpm的条件下反应30min后，8000g离心1min去除菌体，用ICP-OES测量上清液中的铅含量，计算清除率。
[0039]Pb2+浓度对清除效率的影响:配制20mM的Pb 2+溶液，然后稀释得到lOmM，8mM,6mM, 4mM, 2 mM, I mM, 0.5 mM的稀释液待用。称取0.2g吸附剂至50ml离心管中，分别加入上述不同浓度的Pb2+溶液,在30°C,200rpm的条件下反应30min后，8000g离心1min去除菌体，用ICP-OES测量上清液中的铅含量，计算清除率。
[0040]通过附图2的结果可以得到，本发明所述的Pb2+吸附剂在PH4左右清除能力较高，而温度对该吸附剂的影响不大，这也有利于该吸附剂的自然或特殊人工环境下的应用。另外在吸附剂浓度达到0.02g/ml时，清除效率接近平衡，对于2-10mM范围内的Pb2+溶液的清除率能达到99%以上。
[0041]通过以上实验说明，通过本发明制备的耐辐射奇球菌来源的Pb2+吸附剂能过快速、高效的清除溶液中的Pb2+，具有很高的应用价值。
【主权项】
1.一种高效铅离子生物吸附剂，其特征是，所述生物吸附剂含有菌株耐辐射奇球菌(Deinococcus rad1durans),来源于美国模式菌种保藏中心(ATCC),编号为ATCC13939,待处理的含Pb2+溶液pH为2.0-4.0，加入所述生物吸附剂后的耐辐射奇球菌终浓度为0.02-0.04g/ml。
2.根据权利要求1所述的高效铅离子生物吸附剂，其特征是，所述的耐辐射奇球菌为干燥粉末状态或者液体培养状态。
3.根据权利要求1所述的高效铅离子生物吸附剂，其特征是，所述的耐辐射奇球菌可进一步经过基因工程改造。
4.一种如权利要求1所述的高效铅离子生物吸附剂的制备方法，其特征是， (O菌种的活化与培养: 将耐辐射奇球菌划线接种于TGY固体培养基上，培养基组成为蛋白胨5g/L，酵母提取物3 g/L，葡萄糖I g/L，15 g/L琼脂，30±2 °C培养40~45小时，挑取单菌落接种于三角瓶中摇瓶培养至对数生长期早期，然后按1%的接种比例转接至大瓶的培养基中，在30±2°C，180-220rpm的条件下培养18_30h ； (2)收集菌体，将细胞培养至稳定期后，离心收集菌体，离心力为7000-8000g，离心时间为lOmin，收集得到新鲜菌体； (3)洗涤菌体，用pH为7.0的磷酸缓冲液将菌体重新悬浮，充分震荡，再离心收集菌体，离心力为7000-8000g,离心时间为lOmin。
5.如权利要求4所述的高效铅离子生物吸附剂的制备方法，其特征是，进一步，所述步骤(3)收集的菌体进行真空冷冻干燥。
6.如权利要求5所述的高效铅离子生物吸附剂的制备方法，其特征是， 所述的真空冷冻干燥具体如下，将收集的菌体置于_20°C条件下12小时，然后置于-80°C 12小时，将冰冻的菌体置于冷冻干燥机中，温度为-50°C至_55°C，干燥24_36h。
7.一种应用如权利要求1-3中任何一项所述生物吸附剂吸附或回收铅离子的方法，其特征是，步骤如下: 将待处理的含Pb2+溶液pH调至2.0-4.0，然后加入所述的吸附剂，吸附剂的终浓度为0.02-0.04g/ml,搅拌反应,反应时间3min或以上，即达到清除水体中Pb2+的效果,通过过滤、离心或者自然沉淀将菌体从溶液中分离。
8.如权利要求7所述的方法，其特征是，所述的水体为放射性或50摄氏度以上水体。
【专利摘要】本发明公开了一种高效铅离子生物吸附剂及其制备方法与应用。所述生物吸附剂含有菌株耐辐射奇球菌（Deinococcus radiodurans），来源于美国模式菌种保藏中心（ATCC），编号为ATCC13939，待处理的含Pb2+溶液pH为2.0-4.0，加入所述生物吸附剂后的耐辐射奇球菌终浓度为0.02-0.04g/ml。待处理的含Pb2+溶液pH调至2.0-4.0，然后加入所述的吸附剂，吸附剂的终浓度为0.02-0.04g/ml，搅拌反应，反应时间3min或以上，即达到清除水体中Pb2+的效果，通过过滤、离心或者自然沉淀将菌体从溶液中分离。所述的水体为放射性或50摄氏度以上水体。
【IPC分类】C12R1-01, C12N1-20, C02F3-34, B01J20-24, G21F9-18
【公开号】CN104694419
【申请号】CN201510060300
【发明人】华跃进, 李涛, 田兵
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月5日