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1 偶氮染料及其危害1

1.1 染料及染料的分类2

1.1.1 染料2

1.1.2 染料的分类2

1.1.3 染料的命名5

1.1.4 《染料索引》的染料编号5

1.2 染料结构与发色机理5

1.3 偶氮染料及其应用6

1.3.1 偶氮染料6

1.3.2 活性偶氮染料7

1.4 偶氮染料的危害及各国政策8

1.5 偶氮染料废水处理方法10

1.5.1 物理法11

1.5.2 化学法12

1.5.3 生物法13

参考文献15

2 偶氮染料的微生物处理19

2.1 白腐真菌和酵母菌对偶氮染料降解20

2.2 细菌脱色偶氮染料21

2.2.1 厌氧条件下脱色偶氮染料23

2.2.2 缺氧条件下脱色偶氮染料24

2.2.3 好氧条件下脱色偶氮染料24

2.3 环境因素对偶氮降解菌的影响25

2.3.1 溶解氧25

2.3.2 温度和pH26

2.3.3 碳氮源27

2.3.4 光照强度28

2.3.5 盐含量对废水生物处理的影响29

参考文献30

3 细菌对偶氮染料的降解37

3.1 染料脱色率的测定38

3.2 染料结构与脱色效果之间的关系38

3.3 温度、pH对染料脱色的影响45

3.4 染料浓度对染料脱色的影响47

3.5 不同外加营养源对脱色效果的影响49

3.6 盐含量对染料脱色的影响52

3.6.1 耐盐微生物的生态与营养结构53

3.6.2 微生物耐盐机理53

3.6.3 耐盐偶氮染料降解菌的特性55

3.6.4 耐盐菌的偶氮染料降解动力学58

3.7 氧化还原介体对偶氮染料生物降解影响62

3.7.1 溴氨酸对降解的影响62

3.7.2 固定化蒽醌对偶氮染料生物降解的影响64

参考文献65

4 细菌脱色偶氮染料机理67

4.1 偶氮染料的直接酶脱色68

4.2 介体参与的偶氮染料的生物脱色70

4.3 偶氮呼吸脱色偶氮染料75

4.4 生物无机化合物脱色偶氮染料76

4.5 偶氮染料脱色机理实例分析76

4.5.1 样品的制备76

4.5.2 HPLC/MS的条件设置77

4.5.3 结果的分析与讨论77

参考文献82

5 偶氮染料循环伏安行为与氧化还原电位对降解影响85

5.1 循环伏安研究86

5.1.1 四种偶氮染料的循环伏安特性87

5.1.2 偶氮染料生物降解88

5.1.3 氯取代基对降解速率的抑制作用89

5.2 偶氮染料厌氧还原过程中氧化还原电位的特性89

5.2.1 染料降解过程中ORP变化特征90

5.2.2 不同高浓度盐对ORP变化的影响91

5.2.3 蒽醌和溴氨酸对ORP变化的影响92

5.2.4 菌的浓度和染料浓度对ORP变化的影响93

参考文献93

6 偶氮还原酶95

6.1 偶氮还原酶的分类96

6.1.1 不含黄素的偶氮还原酶96

6.1.2 黄素依赖型偶氮还原酶96

6.2 偶氮还原酶粗酶的提取98

6.3 偶氮还原酶的纯化99

6.3.1 凝胶基质的准备100

6.3.2 融合蛋白的纯化101

6.3.3 纯酶的获得101

6.4 偶氮还原酶酶活的测定102

6.5 环境因素对酶活的影响103

6.5.1 pH对酶活的影响103

6.5.2 温度对酶活的影响104

6.5.3 金属离子对酶活的影响106

参考文献107

7 编码偶氮还原酶基因的克隆与表达109

7.1 菌株R.sphaeroides AS 1.1737偶氮还原酶基因的克隆及测序112

7.1.1 菌株Rhodobacter sphaeroides AS 1.1737染色体的提取112

7.1.2 PCR引物的设计112

7.1.3 PCR扩增112

7.1.4 PCR扩增产物的回收113

7.1.5 PCR产物的测序113

7.1.6 PCR扩增结构基因114

7.2 Rhodobacter sphaeroides AS1.1737偶氮还原酶基因在大肠杆菌中的表达115

7.2.1 酶切115

7.2.2 连接115

7.2.3 转化116

7.2.4 检菌116

7.2.5 质粒的制备117

7.2.6 测序117

7.3 重组偶氮还原酶酶活粗检120

参考文献122

8 偶氮还原酶的动力学研究123

8.1 偶氮还原酶粗酶的提取124

8.1.1 培养与诱导124

8.1.2 收集菌体124

8.1.3 偶氮还原酶粗酶的提取124

8.2 偶氮还原酶的凝胶电泳和纯化125

8.2.1 SDS聚丙烯酰胺凝胶的配制125

8.2.2 SDS聚丙烯酰胺凝胶的灌制126

8.2.3 用考马斯亮蓝对SDS聚丙烯酰胺凝胶进行染色127

8.2.4 SDS聚丙烯酰胺凝胶的干燥127

8.2.5 凝胶基质的准备128

8.2.6 粗酶的纯化128

8.3 酶活分析体系129

8.3.1 数据分析129

8.3.2 粗酶性质的考察130

8.3.3 R-sphaeroides与重组大肠杆菌粗酶对同种染料降解速率的比较130

8.3.4 纯酶性质的考察130

8.4 偶氮还原酶的特性131

8.4.1 测定蛋白质含量的标准曲线131

8.4.2 染料浓度与粗酶酶活的关系131

8.4.3 R-sphaeroides与重组大肠杆菌粗酶对同种染料降解速率的比较133

8.4.4 偶氮还原酶的凝胶电泳133

8.4.5 融合偶氮还原酶的特性研究134

8.4.6 非融合偶氮还原酶的特性研究143

参考文献148

9 典型的偶氮还原酶——AZR149

9.1 偶氮还原酶AZR三级结构模型的构建151

9.1.1 AZR结构模型的建立与评价151

9.1.2 AZR结构模型的分析152

9.1.3 AZR的乒乓动力学机理154

9.1.4 偶氮还原酶的分类与结构本质155

9.2 AZR的硝基还原酶和FMN还原酶活性158

9.2.1 pH和温度对AZR硝基还原酶活性的影响159

9.2.2 AZR的辅酶选择性160

9.2.3 AZR还原多硝基甲苯160

9.2.4 TNT还原产物分析160

9.2.5 AZR对外加FMN的还原162

9.2.6 外加FMN对AZR偶氮还原酶和硝基还原酶活性的影响164

9.2.7 AZR的底物多样性考察164

9.2.8 AZR为一种新的硝基／FMN还原酶家族成员166

9.3 AZR的定点突变及突变蛋白的酶活考察167

9.3.1 AZR的定点突变168

9.3.2 突变与酶活情况比对173

9.4 AZR的醌还原酶活性及其在耐受氧化应激和介导脱色中的应用189

9.4.1 蛋白序列与结构分析189

9.4.2 AZR的醌还原酶活性190

9.4.3 氧化应激对E.coli生长的影响193

9.4.4 偶氮染料的介导脱色195

参考文献197

10 最新的研究进展及展望201

10.1 光催化氧化202

10.2 电化学氧化203

10.3 生化处理205

10.4 膜分离技术208

参考文献210