研究比较了黄铁矿基双阳极MFC-CW在不同碳氮比(0和2.5)及初始硝酸盐浓度(7、14和28 mg/L)条件下上阳极和下阳极的反硝化速率,以及对不同阶段硝酸盐还原反应动力学的模拟,从动力学角度揭示系统自养-异养协同反硝化机理.结果显示:不同碳氮比下系统两阳极硝酸盐还原效果差异不大,而亚硝酸盐累积、硫酸盐生成的差别较大,两阳极处微生物群落组成相似,优势菌属的相对丰度受C/N、阳极位置影响较大;两阳极处的硝酸盐还原动力学均属于一级反应,且C/N=0时反硝化速率常数(0.0087、0.0045和0.0188/h)均小于C/N=2.5(0.0151、0.0071和0.0798/h;以上阳极为例);MFC-CW系统的反硝化动力学更符合Monod-CSTR模型,且在停留时间较长时取得更好的拟合效果,随着停留时间的增加,C/N=0时系统的反硝速率增加,C/N=2.5时系统的反硝化速率在一定范围内波动[0.6662-0.7744 g/(m2·d)].实验结果可为黄铁矿基MFC-CW的实际工程应用提供理论指导.

当今世界脑缺血疾病的发生率、致死率越来越高.脑缺血后的再灌注损伤将激发一系列的病理级联反应如能量障碍、兴奋性氨基酸释放增加、线粒体损伤等,脑组织受损将会导致脑室膨胀、视觉障碍、脑积水等病理表现.线粒体作为机体最重要、最敏感的细胞器,对细胞的存活起着至关重要的作用.线粒体功能障碍通过激活各种病理机制加重细胞损伤,在脑缺血再灌注损伤的多种发病机制中,这一机制发挥着重要的作用.本文主要对涉及线粒体功能障碍的损伤机制进行综述:线粒体通透性转换孔、线粒体动力学、线粒体自噬、线粒体与氧化应激、线粒体与硝化应激以及线粒体途径介导的细胞凋亡.线粒体功能障碍在脑缺血再灌注损伤引起的能量供应障碍、氧化应激损伤及细胞凋亡中起着关键作用,是导致细胞损伤的关键环节.本文对脑缺血再灌注损伤的研究进展尤其是线粒体功能障碍在脑缺血再灌注损伤中的作用机制进行综述,以期为靶向线粒体治疗脑缺血再灌注损伤提供参考.

目的 研究水杨酸亲电取代硝化机理.方法 运用密度泛函理论, 在B3LYP/6-311++G (d, p) 水平上, 分别计算并研究了水杨酸3位和5位硝化取代的控速步骤.结果 计算得到两个取代位点在其控速步骤各反应驻点 (反应物、过渡态及中间体) 的几何构型、电荷分布和能量.水杨酸5位电子密度大于3位.3位取代产物活化能垒低于5位取代产物, 而5位取代产物能量更低.结论3位取代物硝化反应活化能小于5位取代, 低温下易形成, 为动力学控制产物;5位取代产物能量低于3位, 结构更加稳定, 高温下易形成, 为热力学控制产物.低温下能得到5位取代产物的原因推测为5位电子密度大, 且反应空间位阻小.

研究了1株克雷伯氏菌(Klebsiella sp.TN 10)的硝化反硝化性能,结果表明,该菌能高效降解铵态氮(NH+4)、硝态氮(NO-3)和亚硝态氮(NO-2).在初始NH+4质量浓度为77.93 mg/L的培养基中,Klebsiella sp.TN 10能够在20 h内降解93.3％的NH+4,其硝化速率为3.02 mg/(L·h);在初始NO-3和NO-2质量浓度分别为64.03和87.68 mg/L的培养基中,TN 10能够在40 h内降解95.44％的NO-3和93.44％的NO-2.测定了该菌株在不同生长周期的自聚集能力和聚集动力学,结果表明,该菌在衰亡期呈现更好的自聚集性.对菌株TN 10的胞外聚合物(EPS)组成进行了研究,结果表明,其蛋白质含量为23.84 mg(以每克干细胞质量计),多糖含量为18.64 mg(以每克干细胞质量计).红外图谱表明,EPS主要成分为蛋白质和多糖.测定EPS的圆二图谱,对EPS中蛋白质二级结构进行深入分析,结果表明 α 螺旋占主要比例,为55.08％.本研究对深入认识TN 10的特点具有重要意义,也可为硝化反硝化菌胞外聚合物研究提供重要参考.

以河流表层沉积物为菌群来源,富集分离出一组新型好氧微生物降解菌群,并对其进行微生物群落结构鉴定和降解特性探究.采用16S rRNA基因高通量测序方法对该菌群进行微生物群落结构分析,并设置单因素实验确定最佳生长及降解条件.结果表明,菌群主要包括硝基黄杆菌(Diaphorobacter)83.35％,假单胞杆菌属(Pseudomonas)7.46％,反硝化卡斯特兰尼氏菌(Castellaniella)1.67％,水微菌属(Aquamicrobium)1.65％ 等;菌群可在60 h内对100 mg/L菲降解率到达95.78％,且在pH5至pH11之间生长并保持高效降解率,最适生长温度为35℃,当盐度为1％时对菌群影响较小,降解率依旧保持在97.26％;可在7 d内降解浓度为400 mg/L的菲,第7天降解率为96.36％.菌群不仅具有高效降解能力且生长条件适应广泛、抗压能力强,可为多环芳烃生物修复提供新的种质资源.

[目的]探究不同菌浓度和亚铁浓度条件下,Acidovorax sp.strain BoFeN1介导的厌氧亚铁氧化耦合硝酸盐还原过程的动力学和次生矿物.[方法]构建包含菌BoFeN1、硝酸盐、亚铁的厌氧培养体系,测试硝酸根、亚硝酸根、乙酸根、亚铁等浓度,并收集次生矿物,采用XRD、SEM进行矿物种类和形貌表征.[结果]在微生物介导硝酸盐还原耦合亚铁氧化的体系中,高菌浓度促进硝酸盐还原,对亚铁氧化也有一定促进作用;高浓度亚铁在低菌浓度下氧化反应速率和程度降低,但是在高菌浓度下无明显影响;亚铁浓度越高次生矿物结晶度越高,但对硝酸盐还原具有一定抑制作用.在微生物介导亚硝酸盐还原耦合亚铁氧化的体系中,高的菌浓度和亚铁浓度都会促进亚硝酸盐还原,但亚铁氧化的次生矿物会对亚硝酸盐的微生物还原产生较强的抑制作用,次生矿物的种类和结晶度主要受亚铁浓度影响.[结论]硝酸盐还原主要是生物反硝化作用,亚硝酸盐还原包含生物反硝化和化学反硝化两部分,在硝酸盐体系中亚铁氧化与次生矿物生成是受生物和化学反硝化作用的共同影响,但亚硝酸盐体系中亚铁氧化与次生矿物生成主要是受化学反硝化作用影响.该研究可为深入理解厌氧微生物介导铁氮耦合反应机制提供基础数据和理论支撑.