一种产胞外聚合物脱铝的表皮葡萄球菌G257及其应用

本发明涉及微生物，具体地，涉及一种产胞外聚合物脱铝的表皮葡萄球菌g257及其应用。

背景技术：

1、在日益工业化的环境中，金属污染对各种生物生存威胁很大。铝(al)是一种三价金属，是地壳中含量最丰富的金属元素。在冶炼、采矿和冶金行业的地区发现了高浓度的铝，造成了环境污染。铝也与人类的多种疾病有关，对健康有风险。铝的有害影响现在逐渐被正视，旨在从污染环境中去除金属铝的有效策略或技术正在出现。在自然界中，铝以三价阳离子的形式存在，因此大多数铝与硅酸盐相结合，形成不溶于水的络合物，降低了al的生物利用度。目前已有多种生物化学方法去除废水中的al，如离子交换法、化学沉淀法、吸附法和化学还原法等。但实际上这些常规方法仍存在一些局限性，因为它们成本昂贵，还会产生其他废物问题，产生二次污染。用细菌进行生物吸附，是一种经济、环保和高效的污染治理生物技术，因此受到了广泛的关注。

2、微生物分泌的胞外聚合物质(eps)是由环境胁迫诱导产生的，具有潜在的环境应用价值。有证据证明，细菌的eps可以有效地作为金属生物修复的表面活性吸附剂。由于eps具有较强的金属结合性能和络合势，可以影响金属在环境中的迁移率和生物利用度。

3、然而eps的组成和结构因微生物的不同而各异。按照eps与细胞结合的紧密程度可将其分为两类：具有一定形状且稳定地与细胞表面相结合的紧密态ep s(tb-eps)，以及位于tb-eps外层，呈黏液状且没有明显边缘的松散态eps(lb-eps)。也可将没有与细胞相连接、扩散到环境中的游离态eps称为可溶性胞外聚合物(smp)。微生物可以根据不同环境条件的刺激，选择性地调控所分泌eps的蛋白质或多糖的含量，以应对不同种类重金属的胁迫。例如cu2+的刺激导致微生物胞外多糖含量减少，分泌更多胞外蛋白与cu2+相结合。而在zn2+刺激下，eps中含有—cooh和—oh的多糖类物质显著增加。与cu2+/zn2+等重金属离子不同，0～280mg/l的ca2+对活性污泥中微生物分泌eps没有影响。eps与不同重金属的结合能力是不相同的，理论结合位点越多，结合稳定性就越强。金属离子的吸附效果与eps种的蛋白质、多糖有关，与核酸、脂类等物质的相关性较低，且结合位点的数量受ph的影响。有学者研究了多种微生物eps中不同分子质量的物质对金属离子的结合能力，发现分子质量小于10ku的物质，结合金属离子的能力比10～100ku及100ku以上的物质更强，并发现10ku以下的物质中羧基的含量较多(金睿男,王小雨,林雪,霍明昕.胞外聚合物及其对重金属吸附作用的研究进展[j].工业水处理,2019,39(01):8-13.)。因此，从重金属污染环境中分离产特定成分和结构eps的细菌，对于处理铝污染具有重要的价值和意义。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术的上述不足，提供一种产胞外聚合物脱铝的表皮葡萄球菌g257及其应用。

2、本发明的第一个目的是提供一种表皮葡萄球菌(staphylococcus epidermidis)g257。

3、本发明的第二个目的是提供所述表皮葡萄球菌g257在吸附结合铝中的应用。

4、本发明的第三个目的是提供一种生物制剂。

5、本发明的第四个目的是提供所述生物制剂在吸附结合铝中的应用。

6、本发明的第五个目的是提供一种生物制剂的制备方法。

7、本发明的第六个目的是提供一种吸附结合铝的方法。

8、为了实现上述目的，本发明是通过以下方案予以实现的：

9、一种表皮葡萄球菌(staphylococcus epidermidis)g257，所述表皮葡萄球菌g257已于2023年2月28日保藏于广东省微生物菌种保藏中心，其保藏号为gdmcc no：63138。

10、本发明还提供所述表皮葡萄球菌g257在吸附结合铝中的应用。

11、优选地，吸附结合液体中的铝。

12、另外，本发明还提供一种生物制剂，所述生物制剂中含有所述的表皮葡萄球菌g257或其胞外聚合物。

13、本发明还提供所述生物制剂在吸附结合铝中的应用。

14、在实际操作过程中，所述生物制剂可吸附结合液体中的铝。

15、作为实施方案之一，在本发明提供的方案中，生物制剂中的表皮葡萄球菌g257胞外聚合物可吸附结合水中的铝。

16、本发明还提供一种生物制剂的制备方法，提取所述表皮葡萄球菌g257的胞外聚合物。

17、具体地，用液体培养基培养所述表皮葡萄球菌g257，固液分离后收集上清液，混合乙醇和上清液，乙醇与上清液的体积相同，固液分离后收集沉淀，透析，即得所述表皮葡萄球菌g257的胞外聚合物。

18、优选地，混合乙醇和上清液后，于-18～-22℃条件下保存20～26h，得低温保存的上清液，再固液分离后收集沉淀，即为表皮葡萄球菌g257的胞外聚合物。

19、更优选地，-20℃条件下保存24h。

20、优选地，透析时间为46～50h。

21、更优选地，透析时间为48h。

22、优选地，透析分子量为8000～14000d。

23、优选地，固液分离的方法为离心。

24、更优选地，第一次离心4000～6000×g，8～12min。

25、更优选地，第一次离心5000×g，10min。

26、更优选地，第二次离心8000～10000×g，13～17min。

27、更优选地，第二次离心9000×g，15min。

28、更优选地，离心温度为3.8～4.2℃。

29、更优选地，离心温度为4℃。

30、更优选地，透析温度为3.8～4.2℃。

31、更优选地，透析温度为4℃。

32、一种吸附结合铝的方法，用所述的表皮葡萄球菌g257或所述生物制剂进行吸附结合铝。

33、在实际操作过程中，可在含铝基质中添加所述的表皮葡萄球菌g257或所述生物制剂吸附结合铝。

34、优选地，所述含铝基质为液体。

35、作为实施方案之一，在本发明提供的方案中，可用表皮葡萄球菌g257胞外聚合物吸附结合水中的铝。

36、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

37、本发明从铝污染的环境中筛选出表皮葡萄球菌(staphylococcus epidermidis)g257，其具有吸附结合铝的能力，适用于对铝进行消除及铝污染修复，菌落周围可观察到明显的铝螯合褪色圈，扫描电子显微镜(sem)和透射电子显微镜(tem)可观察到菌株吸附铝离子后形成的沉积物，表明其具有螯合铝的能力，x射线衍射仪(xrd)和傅里叶红外光谱仪(ftir)图谱分析得到菌株胞外聚合物(eps)与铝的结合，降低了环境中游离铝的浓度。表皮葡萄球菌g257的胞外聚合物(eps)对金属铝具有较高的去除效果，浓度为0.8g/l的eps处理1mmol/l的铝溶液，24h后铝吸附率达93.88％。