微生物的研究方向
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微生物的研究方向范文第1篇
關鍵詞：中成藥；木香順氣丸；微生物限度；驗證
Abstract：Objective To provide a method of the microbial limit test for proprietary chinese medicine Muxiangshunqi Pill and carry out the verification of the method test of method.Methods Routine method，medium dilution method（0.5ml/dish and 0.2ml/dish）were adopted for the test according to test methods of Chinese Pharmacopoeia 2010 edition of a microbial limit.Results Based on recovery test，the number of bacteria were tested by medium dilution method（0.2ml/dish），molds and yeasts were tested by routine method，and using the toutine method for the inspection of the control bacteria.Conclusion The method can be used for microbial limit for proprietary chinese medicine Muxiangshunqi Pill.
Key words：Proprietary chinese medicine；Muxiangshunqi Pill；Microbial limit；Validation
木香順氣丸是由木香、砂仁、香附、檳榔、甘草、陳皮、厚樸、枳殼、蒼術、青皮等中藥組成的復方制劑，主治行氣化濕，健脾和胃，用于濕濁中阻、脾胃不和所致的胸膈痞悶、脘腹脹痛、嘔吐惡心、噯氣納呆。按照《中國藥典》2010年版規定，在進行藥品中微生物限度檢查時，只有在該檢驗條件下的樣品濃度不足以抑制污染微生物的生長時，才能使供試品中的微生物的得到真實反映，從而保證檢驗結果的科學性和準確 性[1]。對于具有抑菌作用的品種，必須采取一定的措施，如培養基稀釋法、離心沉淀法、薄膜過濾法或其中2種方法連用，消除其抑菌作用后，再進行檢驗，以保證方法的可靠性[2]。在進行木香順氣丸微生物限度檢查時發現其具有一定的抑菌作用，故建立了木香順氣丸微生物限度檢查方法，為該類品種制定微生物限度標準提供了科學依據。
1儀器與材料
1.1儀器MJ-Ⅱ 型霉菌培養箱（生產企業：上海一恒科技有限公司），SPX-150型生化培養箱（生產企業：上海金慧科電子有限公司），SPX-250B-Z型生化培養箱（生產企業：上海博迅實業有限公司醫療設備廠）。
1.2樣品 木香順氣丸（陜西利君現代中藥有限公司，規格：8袋/盒）。
1.3稀釋液 0.9%無菌氯化鈉溶液（用于菌液稀釋）；pH 7.0無菌氯化鈉-蛋白胨緩沖液（用于供試品制備）（按中國藥典方法制備，高壓蒸汽滅菌法滅菌）
1.4培養基 營養瓊脂培養基（批號140807）、玫瑰紅鈉瓊脂培養基（批號140904）、膽鹽乳糖培養基（批號140912）、MUG培養基（批號150413）、乳糖膽鹽發酵培養基（批號150310）、改良馬丁液體培養基（批號140905）、氯化鈉蛋白胨緩沖液（批號141213）均由北京陸橋技術有限公司生產。
1.5陽性對照菌 枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）[CMCC（B）63501]、金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）[CMCC（B）26003]、大腸埃希菌（Escherichia coli）[CMCC（B）44102]、白色念珠菌（Candida albicans）[CMCC（F）98001]、黑曲霉（Aspergillus niger）[CMCC（F）98003]均由陜西省食品藥品檢驗所提供。
2方法
2.1菌液制備 接種大腸埃希菌、金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌至營養瓊脂培養基上，35℃培養24 h；接種白色念珠菌至改良馬丁瓊脂培養基上，25℃培養48 h，以上培養物均用0.9%無菌氯化鈉溶液制成50～100 cfu/ml的菌懸液；接種黑曲霉菌至改良馬丁瓊脂斜面25℃培養5 d（用0.05%聚山梨酯80的0.9%無菌氯化鈉溶液洗脫孢子，標準管比濁），再將培養物用0.05%聚山梨酯80的0.9%無菌氯化鈉溶液制成50～100 cfu/ml的菌懸液。
2.2供試品溶液制備稱取供試品10 g，研細，加稀釋液100 ml，制備成1∶10供試液。
2.3常規法
2.3.1試驗組 取1∶10供試液1 ml和試驗菌50～100 cfu，采用常規法進行細菌、霉菌和酵母菌數的測定。
2.3.2菌液組 取試驗菌液1 ml，采用常規法測定所加試驗菌數。
2.3.3供試品對照組 取1∶10供試液1 ml注入平皿中，不加試驗菌，傾注相應培養基，采用常規法測定供試品的本底菌數。
2.3.4回收率的計算 按如下方法計算試驗組的加菌回收率。
首先，用試驗組的平均菌落數減去供試品對照組的平均菌落數，然后用這個結果再除以菌液組的平均菌落數，最后再乘以100%，得到回收率結果[4]。
即：試驗組菌回收率（%）=[（試驗組菌數-供試品對照組菌數）/菌液組菌數]×100%
2.3.5結果 試驗結果表明，試驗組金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌的回收率均70%，可采用常規法進行霉菌和酵母菌數測定，見表1。
2.4培養基稀釋法（0.5 ml/皿）
2.4.1取1∶10的供試液，采用0.5 ml/皿，分別加入試驗菌金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌50～100 cfu，同常規法進行試驗。
2.4.2回收率的計算：同常規法。
2.4.3結果 試驗結果表明，實驗組金黃色葡萄球菌的回收率>70%，可采用培養基稀釋法（0.5 ml/皿）進行測定，驗證方法通過；而試驗組枯草芽孢桿菌的回收率
2.5培養基稀釋法（0.2 ml/皿）
2.5.1取1∶10的供試液，采用0.2 ml/皿，加入試驗菌枯草芽孢桿菌50～100 cfu，同常規法進行試驗。
2.5.2回收率的計算：同常規法。
2.5.3結果 試驗結果表明，實驗組枯草芽孢桿菌的回收率>70%，可采用培養基稀釋法（0.2 ml/皿）進行測定，驗證方法通過，見表3。
2.6控制菌檢查方法驗證（常規法） 當建立產品的微生物限度檢查法時，應進行控制菌檢查方法的驗證，以確認所采用的方法是否適合于該藥品的控制菌檢查。驗證時，依各品種項下微生物限度標準中規定檢查的控制菌選擇相應驗證的菌株。驗證大腸埃希菌和大腸菌群時，采用的驗證菌株都是大腸埃希菌。
2.6.1大腸埃希菌 試驗組：取菌數回收率測定項下1∶10的供試液10 ml和大腸埃希菌試驗菌液10～100 cfu，接種至100 ml的膽鹽乳糖培養基中，依據大腸埃希菌檢查法試驗。陰性對照組：取稀釋液10 ml加入到膽鹽乳糖培養基100 ml中，依據大腸埃希菌檢查法試驗。
2.6.2大腸菌群 試驗組：取菌數回收率測定項下1∶10的供試液1 ml和大腸埃希菌試驗菌液10～100 cfu，加入到10 ml的乳糖膽鹽發酵培養基管中，依據大腸菌群檢查法試驗。陰性對照組：取稀釋液1 ml加入到10 ml乳糖膽鹽發酵培養基管中，依據大腸菌群檢查法試驗。
2.6.3結果 試驗結果表明，可采用常規法進行控制菌（大腸埃希菌和大腸菌群）的檢查，見表4。
2.7結果 本品按照《中國藥典》2010年版一部附錄微生物限度檢查法要求，進行方法學驗證試驗，結果可采用培養基稀釋法（0.2 ml/皿）進行細菌菌數檢查，可采用常規法法進行霉菌和酵母菌數檢查；可采用常規法進行大腸埃希菌和大腸菌群的控制菌檢查[5]。
3 討論
由于中成藥含有多種成分，其中任何成分具有抑菌作用，均可能影響微生物限度檢查的準確性，常規法可用于無抑菌作用或抑菌作用弱的藥物，而對抑菌作用較強的藥物，可采用培養基稀釋法減少藥品中抑菌成分的數量，從而消除其對細菌、霉菌與酵母菌生長的影響[3]。因此藥品在進行微生物限度檢查前，要排除自身抑菌作用所帶來的干擾，這樣測出的結果才能可靠、有效。中成藥木香順氣丸處方中所含有的木香、蒼術、甘草、厚樸提取物對金黃色葡萄球菌都有明顯的抑制作用[4-7]，蒼術和厚樸提取物還對枯草芽孢桿菌有明顯抑制作用[5，8]。而這幾種中藥材作為木香順氣丸的主要成分，其對微生物限度檢查的影響有多大無法確定，故采用依次漸進的辦法來確定最為合適的檢查方法。從實驗結果表明，木香順氣丸對金黃色葡萄球菌和枯草芽孢桿菌有一定的抑制作用，這與實驗前對成分抑菌作用的分析一致，因此，在進行中成藥微生物限度檢測前，進行必要的成分分析，有一定的參考價值。
參考文獻：
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微生物的研究方向范文第2篇
關鍵詞：微生物學實驗；教學內容；教學方法；教學模式
中圖分類號：G633.55 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）35-0249-02
微生物學是高等院校生物類專業一門重要的專業基礎必修課，發酵工程、基因工程、細胞工程都是在微生物學的基礎上形成和發展起來的。微生物學實驗課程是一門操作技能很強的基礎課程，其重要性不亞于其理論課程。該實驗課程是將理論與實踐相結合的橋梁與紐帶，是培養學生理論聯系實際的科學態度、樹立創新意識、提高獨立科研能力和素養的重要環節。傳統的微生物學實驗課程在教學方法、教學內容、課程考核等方面都存在弊端，因而對微生物學實驗教學進行改革迫在眉睫。
一、該課程存在的主要問題
1.教學方法。在很多高校以往的實驗教學活動中，教師通過講授法進行教學，學生往往被動地、機械地按照教師的講解、演示、實驗注意事項等完成實驗[1]。這種方法只發揮了教師的主導地位，忽略了學生的主體地位，使學生的主觀能動性不能有效發揮，導致學生學習熱情不高，缺乏思考的獨立性。
2.教學內容。微生物學實驗主要包含無菌技術、染色技術、純培養技術、顯微技術這四大技術[2]。傳統的微生物學實驗課程通常將這些實驗技術分散在相對獨立的實驗單元中，各單元之間缺乏方法和內容的有機結合，不能有效地培養學生融會貫通，以聯系性、全面性的思維去解決問題的能力。此外實驗內容多采用驗證式模式[3]，該模式對于激發學生學習的積極性和主動性往往事倍功半，導致學生到了工作崗位缺乏獨立工作的能力，不能將已學過的微生物學基本實驗技能串聯起來去設計實驗方案和解決實際問題。
3.課程考核。由于實驗課學時比理論課學時少，有相當一部分學生把實驗課當作理論課的“附屬課”，沒有意識到實驗課程對于微生物學科的重要性。實驗課程的評分依據一般以學生課下完成的實驗報告為主，造成學生只看重實驗報告而輕視實驗操作的不良后果[4]。此外微生物學實驗多以小組為單位來進行，存在抄襲甚至篡改數據等現象，不利于培養學生動手能力和實事求是的科研品質。
二、項目研究目標
研究型高校一個重要任務是培養學生的思維和創新能力。基于此，開發新的實驗教學模式、重組實驗教學內容、最大程度地發揮實驗教學在培養學生創新思維和創造能力中的作用將成為微生物學實驗教學改革的主要方向。本教改項目在確保學生全面掌握微生物學實驗基本操作技術和方法的基礎上，實現學生學習方式的根本性轉變，教師更多地發揮引導和服務的功能，將學習的主動權真正還給學生，最大限度地培養學生的科研能力。
三、項目研究內容和方法
研究型微生物學實驗教學改革采用模擬科研課題的方式，將分散獨立的實驗課程內容串聯成有著密切聯系的整體，通過針對解決某一科學問題而展開實踐和探索。
1.探索式研究。在這一層次上，首先由教師將一系列獨立單元實驗設計成圍繞為解決某一模擬課題而展開的系列關聯的實驗環節；然后學生遵循框架式實驗內容，在一定范圍內自主選擇實驗對象，學習和掌握相關的實驗技術和方法，并學會對不同實驗結果進行分析比較；最后教師從總體上剖析模擬課題的目標與實驗內容設計的思路，學生在反觀已開展的實驗設計的基礎上探討其他可行方案，從整體/系統的角度看待模擬課題，對實驗課題如何入手、如何安排獲得基本認識。
2.綜合式研究。在這一層次上，教師圍繞某一專題通過課堂集中講述或提供實驗技術錄像的方式，分別闡述針對同一目的的不同技術方法，并設定不同的背景條件或者給予不同的實際樣本。學生通過課堂討論及輔助教學手段學習多種技術方法，對教師提供的一系列不同情況/樣品進行自主選擇適用方法并開展實踐，并對結果進行比較分析。例如：以“微生物的生長和控制”為專題，對不同的微生物（原核、真核），不同的培養基質，不同的細胞濃度（極低、高濃度），圍繞生長測定方法的選擇和使用，半自主設計小型方案研究理化因素（pH、溫度、碳氮源等）對微生物生長的影響，通過實驗獲得數據結果，初步掌握培養條件優化的方案。
3.設計式研究。在這一層次上，采用“學生自主實驗”的開放式教學模式。學生通過前兩個階段的學習和實踐，在開放式的教學平臺上，分組開展獨立課題研究，自主進行方案設計、內容安排、時間分配及相互配合完成整個過程，并獲得結果進行分析討論，提出改進或后續研究規劃。例如：以“產特定目標產物的目的菌株的篩選”為研究課題，通過生境分析明確采樣地點，自行采樣，查找或自行設計快速檢出方法，進行富集和選擇培養，比較獲取相對優良的產生菌株，并進行初步鑒定和簡單的培養優化。這不僅可以提高學生對實驗課的學習興趣，更重要的是使他們獲得一個真實的實驗研究過程的鍛煉。
4.改革課程考核評價體系。考核的內容不僅應包括對實驗原理的理解和基礎實驗技能的掌握，還應包括分析和解決問題的能力、團隊協作精神以及科學嚴謹的態度。因此實行實驗過程與結果并重的考評方法對于培養學生良好的實驗技能和求真務實的科學態度很有必要[4]。教師要加強對實驗課程的管理和考核，要嚴格規范微生物學基本實驗操作，除了在課堂上做好操作演示外，要隨時指導糾正學生不正確的操作方法。對于一次實驗課能夠完成的基礎性實驗，指導教師應當場檢查學生的實驗完成情況和結果，發現問題當場指出，并評定課堂表現成績，并要求學生當堂提交實驗報告。教師將根據實驗課堂表現和實驗報告完成情況，給出每個單元實驗的綜合成績，這樣避免了學生對實驗結果作假和抄襲實驗報告的現象發生。對于需要多次實驗才能完成的綜合性和設計性實驗，要求提供詳細的原始記錄、實驗結果分析報告作為實驗成績考核的重要依據。
我們希望通過上述改革能夠很好地解決微生物學實驗教學存在的問題，提高學生的學習熱情，培養學生的創新思維、實踐動手能力、分析問題解決問題的能力，為培養能夠適應社會發展的優秀人才做出貢獻。
參考文獻：
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基金項目：江南大學2013年本科教學改革項目（JGB2013078）。
微生物的研究方向范文第3篇
關鍵詞：微生物油氣勘探 儲層評價 異常模式 含油氣性預測
作為近地表油氣化探技術的重要指標，微生物的數量與種類在近地表油氣化探創立初期就為人們所注意。上世紀30年代，前蘇聯地質學家最早提出了以近地表土壤的烴氧化菌作為指標進行油氣勘探的設想。50年代末，美國菲利普石油公司創造了微生物石油測量技術。大致同時，德國研究人員提出了油氣微生物勘探技術。它們的本質都是利用特定種群的微生物指標來推斷儲層的含油氣性。
一、微生物油氣勘探技術體系
1.技術原理
油氣埋藏中的烴類成分向地面方向的鉛直運動位移是地表油氣化探的原理。微生物油氣勘探技術作為地表油氣化探的手段之一同樣基于此。地下油氣藏中烴類組分在濃度和壓力的作用下，必然會向上運移，在地表形成自身濃度較高的區域。而這個區域存在的某些微生物，以這些烴類作為唯一的碳源。因此，隨著烴類濃度的變化，這些微生物的發育程度也會有所變化。主要體現在微生物高值的異常。這樣就可以將微生物的異常與油氣的埋藏聯系起來。
2.常用指標篩選與異常劃分
上世紀五六十年代，地表微生物油氣勘探技術初現之時,人們首先對指標的細菌的種類進行了探索。最早用于油氣勘探的是甲烷氧化菌,但后續成果表明這類細菌在應用中存在影響因素,首先甲烷來源上，由于近地表中大量存在的纖維素分解菌可以把土壤中的纖維素分解為甲烷和二氧化碳,引起甲烷濃度增加,從而導致甲烷氧化菌發育。所以必須在纖維素分解菌濃度比較低時,才可使用甲烷氧化菌為勘探指標。所以地表微生物油氣勘探時,甲烷氧化菌須和纖維素分解菌一起使用,或進行碳、氫同位素檢驗,以確定甲烷的來源與類型。相比于甲烷氧化菌,乙/丙/丁烷等氧化菌受地表干擾相對比較小,這是由于這些較重的烴類難以因地表作用產生。基本是地下油氣藏烴成分的運移產物。因此,在地表微生物油氣勘探的過程中最常用的指標是乙烷、丙烷和丁烷氧化菌。地表微生物技術使用于天然氣勘探,因天然氣藏主要成分為甲烷,很難在地表造成乙、丙和丁烷等氧化菌的異常,所以主要采信甲烷氧化菌。依照測量值的大小,把測區分成A級異常區、B級異常區、不確定區與背景區。
3.典型異常模式
通過已知區域上方進行的地表微生物測量,得出地表微生物油氣勘探的幾種典型異常模式。
甲.干孔大都位于微生物測值背景區或不確定區。
乙.已開采的老區域微生物總表現出低值異常。油氣藏經開采壓力降低,向上的滲漏就會減弱或停止。導致微生物低值異常。相反，未經開采區域，由于垂向滲漏，將會導致高值異常。已開采油井因為注水導致使壓力升高,繼續引發油氣微滲漏,亦會引發地表微生物的高值異常。
二、微生物油氣勘探技術發展概況
微生物油氣勘探技術濫觴至今已經有近80年的歷史。最早由前蘇聯微生物學家和勘探家發軔，40年代美國分離出地表土壤中的烴氧化菌并將其作為油氣藏性質指標。我國自1955年由中科院菌種保藏委員會與前石油工業部合作了微生物勘探石油的研究。90年代中期至今已在二連盆地、四川盆地、華北油田等已知或未知區域進行了地表土壤微生物的勘探研究，取得了良好的驗證與預測效果。2002年，合肥石油化探研究所在其研究項目中也對微生物油氣勘查進行了試驗探究。
三、微生物油氣勘探技術應用領域
1.未采區含油氣性預測
地表微生物的高值異常區域是油氣藏烴滲漏的有效指標，所以單獨使用微生物技術針對未知區開展含油氣性預測從理論上可行。但在綜合勘探已是目前大勢的情形下,該技術應更多地與其他勘探手段相結合。既可與其他地球化學勘探方法結合使用,也可將其與本地地質資料和地震等物探資料對照使用。
2.成熟探區儲層評價
在其應用早期，微生物油氣勘探技術僅應用于油氣遠景區的預測。但近10年來,在測量結論的解釋上，這種技術也大有突破。美國首先在對地下油氣儲層分布狀況的評價之中使用該方法,并產生了微生物儲層特性評價技術,將該技術的使用由勘探領域拓展到開發領域。
四、結論與建議
依據理論上的支持，微生物油氣勘探技術已擁有比較完善的操作方法和理論體系。并且經濟高效。可有效地確定出未知區的含油氣遠景區塊,是判斷構造是否存在烴類埋藏的可靠措施；在已采的老油氣田區域,可找出潛在的漏失層。對于地表微生物測量,對油氣藏的特征分析,連通性以及封閉單元分布狀況和含油氣儲層的延伸方向范圍的確定上大有裨益。
近年來我國油氣勘探中的地表微生物技術也受到了很多單位和研究者的重視, 大大減小鉆探風險。但綜觀全局,我國微生物油氣勘探技術在探究與實踐方面仍然處于起步期,在地震探明構造含油氣遠景評價與地下儲層性質描述方面的研究與應用尚未見報道。
進行地表微生物勘探將會是一件投入少見效快的勘探方式。可以獲得最有利的含油氣遠景區或是老產區地下儲層的埋藏情況。這對于油氣田勘探工程意義重大。因此,加強地表微生物油氣勘探技術的研究與應用,應該引起我國油氣勘探者的重視。
參考文獻
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微生物的研究方向范文第4篇
關鍵詞：現代生物技術 廢水生物處理 生物修復 水處理劑
0 引言
隨著工業的高速發展，水環境污染問題越來越嚴重地威脅著人類的生存環境，制約著社會和經濟的進一步發展。因此，水污染控制成為全世界共同關注的問題。目前的水處理技術中，生物處理法已成為世界各國控制水污染的主要手段，尤其是現代生物技術將成為水污染控制領域重點開發和應用的技術手段，主要應用于廢水處理、生物修復以及微生物水處理劑等方面。
1 現代生物技術的內容與特點
現代生物技術是指以dna 技術為先導，包括微生物工程、細胞工程、酶工程、基因工程、蛋白質工程和生物修復技術在內的一系列生物高新技術的統稱[1，2]。其中每個方面都有其特定的理論基礎和不同的應用領域，但它們之間又相互補充和銜接，形成一個完整的體系。
生物技術的特點大致有[3]：①以生物為對象，不依賴地球上的有限資源,而是著眼于再生資源的利用；②在常溫、常壓下進行，過程簡單，可連續化操作，并可節約能源，減少環境污染；③開辟了生產高純度、優質、安全可靠的生物制品的新途徑；④可解決常規技術和傳統方法不能解決的問題；⑤可定向地按人們的需要創造新物種、新品種和其他有經濟價值的生命類型。
2 現代生物技術在廢水處理中的應用
廢水生物處理是利用微生物的生命活動過程對廢水中的污染物進行轉移和轉化，從而使廢水得到凈化的處理方法。廢水生物處理技術發展迅速，好氧法、厭氧生物法以及生物發酵法已趨于成熟，所以，這里只介紹固定化等新興技術。
2.1 固定化微生物技術 固定化微生物技術是生物工程領域中的一項新技術。進入80年代后國內外開始應用這種具有獨特優點的新技術來處理工業廢水和分解難生物降解的有機物質，一些具有特異性的優勢菌種不斷得到改造或創造，將這些高效專性菌如脫色菌、脫氮、脫磷菌假單胞菌等進行固定化后，菌體密度提高，大大提高了處理效率，尤其是對難降解有毒物質有明顯優勢。王增長等人利用新研制的聚集—交聯固定化細胞技術，將篩選的高效優勢脫色菌種固定在活性污泥上，投加于“厭氧—好氧—生物濾池 ”工藝流程中，處理印染廢水，結果表明：出水色度極低，處理后的水可回用[4]。
2.2 生物強化處理技術 為了提高廢水處理的效果，而向廢水中投加從自然界中篩選的優勢菌種或通過基因組合技術產生的高效菌種，以去除某一種或某一類有害物質。主要強化方法有：①高濃度活性污泥法，以高污泥濃度和長泥齡來促進對難分解物質的處理，加快反應速度。日本用該法處理難分解的聚乙烯醇和糞便污水取得顯著效果[5]。②生物—鐵法，是在普通活性污泥中加入無機鹽，多用鐵鹽(氫氧化鐵或氧化鐵粉)，形成生物鐵絮凝體活性污泥，具有高濃度活性污泥法的特點，主要用來提高除磷效果。③生物—活性炭法，綜合利用微生物氧化能力和活性炭良好的吸附能力，使二者產生協同增效作用。在該系統中，每g活性炭去除 1～3gcod ，分解廢水毒性能力明顯增強，同時提高脫氮水平。
2.3 生物反應器技術 生物反應器技術，是現代生物技術發展的一個主要方向。現代化的新型生物膜反應器，其共同特點是反應器內裝有比表面大的載體，有利于微生物附著生長形成生物膜，供氣或供給的其他反應條件優越，污染物具有充分的時間與微生物接觸，有利于增強微生物的分解代謝能力。目前，2000m3的反應器已經問世。雖然其處理能力較低，造價較高，但其管理方便 ，運行費用低，所以歐美地區約有 7%的污水處理廠采用該技術[6]。
3 生物修復技術
生物修復技術[7]是利用生物，特別是微生物將土壤、地下水或海洋中污染物現場降解為co2和h2o或轉化為無害物質的工程技術系統。這項技術正被用于清除地下水、廢水中的污染物。金屬雖然不能被生物降解，但微生物可將其轉移或降低其毒性。為了加快去除污染物的進程，常常采用許多強化措施，使自然生態系統維持原狀的前提下，使受污染的環境得以修復。研究表明 ，生物修復與傳統的物化法相比具有以下優點：①經濟，僅為物化法30%-50%；②對環境影響小，不產生二次污染，遺留問題少；③最大限度地降低污染物的濃度；④修復時間較短，就地修復，操作方便。
生物修復中主要涉及兩大問題，即有效性和安全性評價。為提高有效性今后將應用分子微生物學分離、鑒別、制造更高效降解和聚集有害有毒化合物的微生物。為提高生物修復的安全性評價水平，需發展鑒定微生物的分子生物技術，以確定微生物在環境中的去留和基因[8]。
4 微生物水處理劑
微生物水處理劑主要集中在以下幾個方面：①微生態制劑。微生態制劑是一種由優勢互補的微生物菌群、繁殖促進劑和活化劑配制而成的活性微生物制劑，已經在保健領域發揮重要作用。用于環境凈化的微生態制劑由于其應用范圍廣、使用安全、無副作用，為區域環境保護提供了新的重要手段。歐美近年來加快了這方面的研究開發，已有采用微生態制劑原位修復水體的成功實例[9]。②生物吸附劑。生物吸附劑是廢水生物處理的一個新的發展方向，主要有兩大類：一類是高比表面積和高吸附率的生物體吸附水中的污染物；另一類是集生物吸附和生物降解能力為一體凈化廢水中的污染物的生物吸附劑。目前生物吸附劑的固定化技術使生物與離子交換樹脂一樣能解吸回收金屬和重復利用。③微生物絮凝劑。微生物絮凝劑是利用生物技術，通過微生物發酵，抽提精制而得到的一種具有生物分解性和安全性的新型、高效、無毒的廉價的水處理劑，這些是無機或有機合成高分子絮凝劑所不具備的。其特點是降解性能好，成本低，無二次污染等。目前，已篩選出19種具有絮凝能力的微生物，其中，霉菌8 種，細菌5種，放線菌5種，酵母菌1種[10]。隨著生物技術的發展，微生物水處理劑的開發與應用具有良好的前景。
現代生物技術在水污染控制領域已顯示出獨特的魅力和應用前景。但筆者認為，今后應從四個方面進行深入研究：①分離、篩選和培養高效降解菌，利用微生物共代謝作用、多菌種協同作用降解難降解污染物；②構建高效反應器，優化運行條件，探索新技術新方法；③開發高效、無毒、廉價、可大批量生產的微生物水處理劑；④著力實踐和推廣生物修復示范工程，為生態環境建設提供有力的技術支持。
參考文獻：
[1]李亞一.生物技術[m].北京：中國科學技術出版社.1994.1.
[2]王凱軍.發達國家環境生物技術研究規劃簡介[j].給水排水.1996.22（9）：7-9.
微生物的研究方向范文第5篇
【關鍵詞】有機污染物微生物處理基因代謝
中圖分類號：Q93 文獻標識碼：A 文章編號：
一、引言
環境中存在一些滯留時間長、難于直接降解的有機污染物，其中有一些污染物毒性高，具致畸、致突變、致癌及生殖毒性，對人類健康造成威脅的物質。隨著有機化合物使用量增大，在很多自然水體中都可以檢測到，而且遠遠超過聯合國環境規劃署規定的安全濃度，造成嚴重的環境污染，采用生物降解手段來處理這些污染物成為國內外的研究熱點。
微生物對廣泛分布在自然界中的有機污染物具有降解作用，已經發現許多微生物對有毒、難降解的有機化合物具有生物降解能力，使得被污染的環境得到修復。微生物修復技術由于成本低、效果好、對環境負面影響小且無二次污染等優點，受到廣泛關注。因此，利用生物界中存在的有凈化能力的微生物進行生物治理，已成為環境治理的主要手段之一。
國內外許多學者致力于研究如何利用微生物處理技術來提高有機污染物的降解效率，本文綜述了近年來微生物處理有機污染物等方面的研究進展，并對其研究方向進行了概述。
二、有機污染物的微生物處理研究進展
1、利用有效菌種降解有機污染物
通過從污染現場的分離，目前已經得到不少能夠降解有機污染物的特殊菌種。如廣州科研所研制出了具有廣譜脫色能力和降解苯胺能力的希瓦氏菌；中科院蘭州化物所從土壤中篩選出的“帕氏氫噬胞菌LHJ38”和“類黃氫噬胞菌LHJ39”，對芳香烴類化合物有較強的降解作用。任華峰等人從活性污泥中分離出一株降解對氯苯胺的細菌PCA039菌株，該菌株能夠以對氯苯胺為唯一碳源與氮源生長。美國研究人員發現一種叫G4的細菌，對高濃度的三氯乙烯(TCE)有分解能力。日本研究人員也獲得一種叫M菌的菌株具有類似的降解TCE的效力。在美國，還獲得耐抗生素的擬球菌195菌株，能專一地使高氯乙烯(如四氯乙烯)完全轉化為無害的乙烯。
2、基因工程菌在生物降解中的應用
基因工程技術作為生物降解處理有機污染物研究的前沿領域，能夠提高微生物的降解速率，拓寬底物的專一性范圍，維持低濃度下的代謝活性，改善有機污染物降解過程中的生物催化穩定性等。因此從環境中篩選分離出的菌種，經過基因工程手段改造后能夠成為具有特殊降解功能的超級工程菌。
石油污染在中國乃至世界是一個很大的危害，所以急需尋找能夠降解石油污染物的工程菌。Chakrab-arty等人在20世紀70年代首先構建成功了具有多種降解功能的細菌菌株。他們將假單胞菌中不同菌株的CAM、OCT、SAL、NAH四種降解性質粒接合轉移至1個菌株中，構建成1株能同時降解芳香烴、多環芳烴、菇烴和脂肪烴的“超級細菌”。該菌能將天然菌要花一年以上才能消除的浮油縮短為幾個小時，取得了美國的專利權，在污染治理工程菌的構建上，這是第一塊里程碑。
崔中利等分離到一株假單胞菌(Pseudomormssp)P3，該菌能夠以對硝基苯酚為唯一碳源和氮源進行生長，P3有比較廣泛的底物適應性，對多種芳香族化合物都有降解能力，以P3為受體菌，通過接合轉移的手段將甲基對硫磷水解醇基因mpd克隆至P3菌中，獲得了具有甲基對硫磷水解酶活性的基因工程菌PM，PM能夠以甲基對硫磷為唯一碳源進行生長，具有較高的甲基對硫磷降解活性及穩定性。多環芳烴萘可采用現場活體轉基因微生物進行修復。Sayler等利用經過萘降解質粒PUTK21修飾的Pseudomonas fluorescens菌株HK44對萘進行降解，其中降解質粒經過了lux基因誘變。該轉基因微生物對萘的降解分為兩步，首先是使萘轉化為水楊酸鹽，然后氧化水楊酸鹽使其成為乙醛和丙酮酸鹽。當該轉基因微生物暴露于萘或其代謝中間產物時，該生物體就會發光，我們就可以通過光學和光子計算模型對其進行在線監測。
3、代謝工程在生物降解中的應用
通過代謝工程手段可以把不同宿主細胞來源的代謝組件組裝到一個宿主細胞中，從而達到創造新的代謝途徑，擴大宿主底物利用范圍，使宿主對某些環境污染物部分降解為徹底礦化等目的，防止生成難以降解的終端產物或有毒的中間產物而對環境造成二次污染。
如惡臭假單胞菌P?prtida mt22雖然具有降解廣泛底物的甲苯途徑，但它不能直接利用苯作為底物，這限制了對石油污染物的降解。Lee等人克隆了編碼甲苯還原酶的基因todClC2BA，并將重組質粒導入P?prtida mt22中，使重組菌株可以徹底降解苯、甲苯和二甲苯。
Walker等將有機磷水解酶基因opd和來自Pseudomonas sp?ENV2030的對硝基苯酚降解酶基因轉入Pseudomonas putida中得到能以對硫磷作為唯一碳源和能源生長的工程菌，為該類污染物的降解提出了新的方法。
2-氯甲苯(2-chlorotoluene)也是一類較難降解的氯代芳香族化合物。Haro MA等對2-氯甲苯的代謝降解途徑進行了深入的研究，并構建了可以降解2-氯甲苯的假單胞工程菌。組合的途徑包括：從菌株Pseudomonas putida F1的TOD系統獲得一個編碼甲苯雙加氧酶基因(todC1C2BA)的片段，可以將2-氯甲苯轉化為2-氯苯甲醛；另一個片段來自Pseudomonas putida mt-2菌株的PWW0質粒，編碼整個TOL途徑，表達的苯甲醇脫氫酶(由xylB編碼)和苯甲醛脫氫酶(由xylC編碼)可以將2-氯苯甲醇轉化為2-氯苯甲酸。將上述的TOL和TOD片段組合到單個的mini-Tn5轉座子，再將此轉座子整合到2-氯苯甲酸降解菌Pseudomonas aeruginosa PA142和Pseudomonas aeruginosa JB2的染色體上，然后通過實驗，證明的確可以將2-氯甲苯礦化，同時證明，PA142和JB2都不能將2-氯甲苯作為唯一的碳源。
三、微生物處理技術研究的主要方向
1、尋求能夠降解有機污染物的高效的多功能菌種
前面已經介紹了大量的國內外關于這方面的報道。但是這些已發現的自然菌種或者已經構成的工程菌大部分都是專一性菌種，尋找降解性更強的多功能降解菌群仍是研究的主要任務之一。
2、提高有機污染物的可利用性
大部分有機污染物的辛醇水分配系數都很高，尤其是污泥中的有機污染物，因為它們都是經過水處理以后富集在污泥當中的。這些污染物吸附在污泥上，難以與微生物接觸，由此導致有機物的可利用性降低。為了提高有機物的可利用性，這方面的工作主要集中在對疏散和解吸污染物非常有效的表面活性劑上。TiehmA等人用兩種聚乙烯烷基苯基醚非離子表面活性劑研究了多環芳香烴的生物可利用性。結果表明，由于表面活性劑增強了多環芳香烴的活性而加快了PAHs的降解，所有的實例中均發現了土壤污染毒性的降低。房敏等人研究多環芳烴的降解性時添加了非離子表面活性劑吐溫80，發現吐溫80的添加對蒽和芘的生物降解率有著顯著的作用，分別是不加表面活性劑對照處理的1.5倍和2.5倍。
3、探明高效降解菌株的代謝動力學和代謝機理
目前對于微生物降解有機污染物的代謝動力學和代謝機理的報道還不太多，尤其是關于共代謝的機理，到目前也沒有形成統一的解釋。Foster認為微生物不能在某種基質上生長的原因，并不是因為微生物不能分解代謝該物質，而是由于微生物本身缺乏吸收、同化其氧化產物的能力。Hughes提出鹵代芳烴化合物的共代謝是由于微生物無法從苯環上脫去鹵素取代基，并把芳香環基質導向碳吸收同化的節點。Tranter和Cain把具有氧化代謝鹵代芳烴化合物功能的細菌不能在該基質上生長的原因歸結于中間產物的抑制。但目前提出的各種假設都不能圓滿的解釋實際工程中所發生的各種共代謝現象，而且不同的生長基質培養出的細菌的馴化能力是不一樣的。對于機理的研究一般包括闡明共代謝底物的反饋機制、傳遞效率、氧氣供應等。王建龍等人對具有高效脫氯能力的微生物群落的生理特性進行了研究，結果表明，該微生物群落可以利用丙酮酸為碳源和能源，丙酮酸發酵、硫酸鹽還原和脫氯反應三個過程嚴格的按順序依次進行，并且丙酮酸濃度在最初2天內急劇下降，同時有代謝產物乙酸、甲酸和氫氣形成。只有當硫酸鹽被還原成硫化物后，脫氯反應才會發生，硫酸鹽和鉬酸鹽的存在會強烈抑制微生物的脫氯活性。溴乙烷磺酸酯可以完全抑制微生物的產甲烷活性。
總結
科學技術的發展擴大了環境微生物研究的廣度和深度，這些技術的發展必然提高人們對降解性微生物的整體和系統的認識，使得這項研究更具目標性和可控性，為更有效地治理難降解污染物提供堅實的理論和技術支持。
參考文獻
[1] 陳維璞，柴碩，李茹山，史雪廷.難降解有機污染物的生物治理[J].黑龍江科技信息.2010(18)
