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巴斯德芽孢杆菌培养基及培养条件的优化

食品工业科技 2012年第4期33卷 217-222页

作者：竹文坤罗学刚西南科技大学国防科技学院四川绵阳621010 生物质材料教育部工程研究中心四川绵阳621010

通过单因素和正交实验对巴斯德芽孢杆菌(Bacillus pasteurii)培养基组分及培养条件进行研究。结果表明,最适培养基配方(g/L)为甘露醇40、大豆蛋白胨25、氯化铵3、氯化钠10,pH为8.0;最适培养条件为温度30℃,摇床转速200r/min,接种量4.0%(... 详细信息

通过单因素和正交实验对巴斯德芽孢杆菌(Bacillus pasteurii)培养基组分及培养条件进行研究。结果表明,最适培养基配方(g/L)为甘露醇40、大豆蛋白胨25、氯化铵3、氯化钠10,pH为8.0;最适培养条件为温度30℃,摇床转速200r/min,接种量4.0%(V/V),装瓶量75mL/250mL;在优化条件下,菌体培养24h达到生长高峰期,活菌数达9.52×109cfu·mL-1,分别是普通LB培养基和牛肉膏蛋白胨培养基的1.71、1.55倍。

关键词：巴斯德芽孢杆菌培养基培养条件正交实验生长曲线活菌数

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微生物诱导碳酸钡沉淀(英文)

无机化学学报 2011年第10期27卷 2053-2060页

作者：竹文坤罗学刚张驰周建西南科技大学国防科技学院绵阳621010 生物质材料教育部工程研究中心绵阳621010

利用巴斯德芽孢杆菌繁殖过程产生的酶化作用,适时引入Ba2+,形成碳酸钡沉淀,通过用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、综合热分析仪(DSC-TG)对碳酸钙样品形貌、结构、热性质等进行表征。结果表明,巴... 详细信息

利用巴斯德芽孢杆菌繁殖过程产生的酶化作用,适时引入Ba2+,形成碳酸钡沉淀,通过用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、综合热分析仪(DSC-TG)对碳酸钙样品形貌、结构、热性质等进行表征。结果表明,巴斯德芽孢杆菌诱导沉淀的碳酸钡与纯水中的不同,含有少量有机物质,晶形转变温度降低。主要为花簇状和放射状,属于正交晶系。菌体和代谢物在碳酸钡晶体成核、生长及堆积过程中扮演重要的角色。

关键词：巴斯德芽孢杆菌碳酸钡生物矿化

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立方角锥结构逆反射光强的数值计算

光学学报 2015年第9期35卷 262-267页

作者：袁长迎张修路罗雰竹文坤西南科技大学国防科技学院四川绵阳621010

针对反射光相对强度在回归反射系数估算及逆反射材料设计中的重要作用,基于光线追踪原理跟踪计算光在立方角锥结构中的传输过程及反射、折射时光传输方向、光矢量偏振化方向及光能量损失,编写不同入射角、方位角及偏振状态下逆反射光强... 详细信息

针对反射光相对强度在回归反射系数估算及逆反射材料设计中的重要作用,基于光线追踪原理跟踪计算光在立方角锥结构中的传输过程及反射、折射时光传输方向、光矢量偏振化方向及光能量损失,编写不同入射角、方位角及偏振状态下逆反射光强的数值计算程序。以聚碳酸酯材料为实例计算自然光照射下逆反射相对光强分布。结果表明,逆反射光强受光的入射方向影响显著。若入射角在小于25.5°的范围内,反射光相对光强较大且近似保持为0.899的定值。超过上述范围时,反射光强单调减小,且显著受方位角的影响。

关键词：光学设计回归反射立方角锥光强逆反射系数

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序言

核化学与放射化学 2024年第4期 273-275页

作者：竹文坤陈涛西南科技大学

铀作为核能开发与利用的重要燃料,主要来源于陆地铀矿开采,而随着核能事业的大力发展,陆地铀矿难以满足长期的核能发展。因此,从天然海水以及核燃料循环过程中产生的核废水中提取非常规铀资源,对于缓解我国铀资源供需矛盾、保障核能可...

铀作为核能开发与利用的重要燃料,主要来源于陆地铀矿开采,而随着核能事业的大力发展,陆地铀矿难以满足长期的核能发展。因此,从天然海水以及核燃料循环过程中产生的核废水中提取非常规铀资源,对于缓解我国铀资源供需矛盾、保障核能可持续发展具有重要意义。然而,海水以及核废水因环境复杂,传统技术工艺存在抗干扰性差、分离效率低等难题,亟需寻求低成本高效率的新方法和新技术。近年来,为解决铀提取的工业化技术难题,我国科学家将目光转向了成本更低、效率更高的光电催化技术。光电催化技术主要利用光电子或电极电子,对可溶的铀酰离子还原、结晶,最终形成难溶产物实现分离。

关键词：

微生物诱导碳酸钙矿化及其在石质材料表面覆膜基础研究

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微生物诱导碳酸钙矿化及其在石质材料表面覆膜基础研究

作者：竹文坤西南科技大学

学位级别：硕士

微生物诱导CaCO矿化的关键在于微生物代谢过程中自然分泌出酶并不断发生特定酶化作用,产生某些重要的微量有机基质蛋白对矿化的控制作用是当前生物矿化机理及应用研究的一个重要方向。在国家“十一五”科技支撑计划项目(批准号:2007BAB0... 详细信息

微生物诱导CaCO矿化的关键在于微生物代谢过程中自然分泌出酶并不断发生特定酶化作用,产生某些重要的微量有机基质蛋白对矿化的控制作用是当前生物矿化机理及应用研究的一个重要方向。在国家“十一五”科技支撑计划项目(批准号:2007BAB08B01)的资助下,通过碳酸盐矿化菌种的筛选、培养,利用其酶化特性进行CaCO矿化试验,并在石质材料表面进行覆膜基础研究。运用现代分析测试技术对矿化膜的耐酸、耐热、粘接力、透气性等各项指标进行检测。为利用微生物技术在石质材料保护研究开展预研工作。研究结果如下: (1)通过对巴斯德芽孢杆菌进行的培养特性的研究。结果表明,巴斯德芽孢杆菌最适培养基配方为甘露醇40g/L、大豆蛋白胨25g/L、氯化铵3g/L、氯化钠10g/L、pH为8.0;最适培养条件为温度30℃、摇床转速200r/min、接种量4.0%(V/V)、装瓶量75mL/250mL。培养24h,菌体浓度达到高峰。相同培养条件下,优化后的培养基活菌量分别是普通LB和牛肉膏蛋白胨培养基的1.71、1.55倍。 (2)通过对巴斯德芽孢杆菌诱导CaCO沉积试验,并对其机理进行分析。结果表明,沉积的CaCO颗粒呈分散状态,形貌呈球形、花瓣形和无规则块状体,粒径在1～15μm;晶型是方解石和球霰石混合晶型,含有少量有机物。菌体参与了CaCO晶体的形成。尿素酶是在巴斯德芽孢杆菌诱导碳酸钙沉积过程中最关键的要素。因为巴斯德芽孢杆菌在尿素的诱导下分泌尿素酶(主要为胞外酶),分解尿素,产生CO2-,有Ca存在的情况,形成碳酸钙晶体。 (3)通过对巴斯德芽孢杆菌诱CaCO晶体形成机理进行研究。结果表明:①通过SEM表征可知,纯水中形成的CaCO晶体表面形貌为方解石特征的多层重叠的块状斜六面体结构;而细菌液、细菌代谢物为CaCO结晶环境时,形成大小不一的球形或球状聚集体以及一定比例的规则斜六方体;细菌液浓度越高,对CaCO晶体形成的调控作用越明显;细菌体对晶体形貌几乎没有影响,形成致密多孔层状晶体结构。②通过XRD分析可以看出,菌体液制备的CaCO晶体则全为方解石;而细菌液和细菌代谢物诱导沉积的CaCO除了有稳定性最强的晶型方解石外,还出现亚稳态的球霰石晶型,③通过电导率的测定及红外分析,可知细菌液和细菌代谢物中有机物有机物极性基团与Ca产生静电、配位等一系列相互作用,调控晶体的生长。 (4)通过对巴斯德芽孢杆菌诱导碳酸钙沉积培养基优化试验。结果表明,最适培养基配方为葡萄糖30 g/L、大豆蛋白胨10 g/L、尿素50 g/L、硝酸钙浓度0.5mol/L、吐温80浓度0.05%(V/V)、氯化镍250μmol/L。通过SEM、IR及XRD对沉淀物分析,可知沉积碳酸钙形貌呈无规则块状体团聚体,表面粗糙,分布杂乱无章,粒径在20～100μm,晶型是方解石和球霰石混合晶型,菌体参与了CaCO晶体的形成。通过TG/DSC及Raman分析,可知沉淀CaCO含有少量的有机物。 (5)通过浸泡法和涂覆法在石质材料表面覆膜试验,并对矿化膜各项性能进行测试。结果表明,浸泡法效率较高,浸泡法和涂覆法均能在砂石和大理石表面生成一层粒径在1～10μm的细小碳酸钙颗粒,形成一层致密、50～100μm的CaCO矿化膜。浸泡法在试样表面形成的碳酸钙晶体为方解石和球霰石混合晶型,涂覆法仅形成方解石型。矿化膜与基层具有较强的粘结力,矿化膜的耐酸度小于2,能有效抵抗酸雨的腐蚀;具有良好的耐热、抗冻和耐光老化性能,能有效防范因天气变化造成的巨大温差对石质文物造成的气候性破坏,覆膜后能保持原有的透气性,抗渗性能得到显著提高。通过对微生物仿生矿化保护材料基础应用特性的研究,检测表明它具有较好的表面防护效果和表层加固性能,并且制作工艺简便。这一成果对于发展新型石质保护材料具有重要的参考作用,同时对拓宽生物矿化材料研究的范围提供了一定的依据。

关键词：巴斯德芽孢杆菌石质材料碳酸钙诱导表面保护

碳酸盐矿化菌对模拟放射性Sr^(2+)的成矿作用

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环境科学研究 2015年第1期28卷 157-162页

作者：竹文坤牟涛段涛张友魁罗学刚核废物与环境安全国防重点学科实验室四川绵阳621000 中国工程物理研究院四川绵阳621000

选取碳酸盐矿化菌进行培养,利用其在代谢过程中分泌的尿素酶分解尿素产生CO32-,从而将游离态的放射性Sr2+转化为稳定态Sr CO3.通过能谱分析(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对沉淀产物进行分析,... 详细信息

选取碳酸盐矿化菌进行培养,利用其在代谢过程中分泌的尿素酶分解尿素产生CO32-,从而将游离态的放射性Sr2+转化为稳定态Sr CO3.通过能谱分析(EDS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对沉淀产物进行分析,并计算核素固结率.结果表明:微生物诱导沉积的沉淀为大小混杂、表面多孔的Sr CO3晶体颗粒,并相互黏结形成不规则的团聚体;c(Sr2+)、ρ(尿素)及培养时间等对Sr CO3晶体形貌产生影响;菌体本身作为成核位点参与了碳酸盐矿化菌诱导Sr2+的矿化过程.当c(Sr2+)为0.05 mol/L、ρ(尿素)为30 g/L、p H为8.0并在30℃下培养72 h时,生成较大的微生物矿化物团聚体,对Sr2+固结率可达98.32%,可实现放射性核素稳定化处置.

关键词：碳酸盐矿化菌核素Sr^2+ 矿化

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碳酸盐矿化菌诱导碳酸钙沉淀条件的优化

非金属矿 2012年第3期35卷 1-4,8页

作者：竹文坤罗学刚西南科技大学国防科技学院四川绵阳621010 生物质材料教育部工程研究中心四川绵阳621010

通过单因素及正交试验研究了温度、pH值、沉淀时间、反应物浓度和成核剂5个因素对微生物诱导CaCO3沉淀量的影响,以期提高微生物沉积碳酸钙的产率,为微生物修复技术的时效性提供参考。采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅... 详细信息

通过单因素及正交试验研究了温度、pH值、沉淀时间、反应物浓度和成核剂5个因素对微生物诱导CaCO3沉淀量的影响,以期提高微生物沉积碳酸钙的产率,为微生物修复技术的时效性提供参考。采用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热分析仪(TG)、能谱分析(EDS)对CaCO3样品形貌、结构、热性质、元素等进行表征分析。结果表明,沉淀物质主要含有C、O、Ca元素和少量有机质,其晶型、形貌和堆积密度随外界条件改变而不同。微生物诱导CaCO3沉淀的最佳外界条件是:pH值为8,Mg2+浓度0.05mol/L,温度40℃,沉淀时间3 d,Ca2+浓度1.5mol/L。

关键词：碳酸盐矿化菌碳酸钙正交试验沉淀量

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蛋清蛋白模板法控制合成球形碳酸钙

人工晶体学报 2010年第5期39卷 1336-1341页

作者：竹文坤罗学刚林晓燕贺攀西南科技大学国防科技学院绵阳621010 生物质材料教育部工程研究中心绵阳621010 西南科技大学生命科学与工程学院绵阳621010

在不同体积百分比浓度的蛋清蛋白溶液体系中,以CaCl2和碳酸钠为原料合成球形碳酸钙复合物,采用SEM、XRD、FT-IR和TG等测试技术对所得碳酸钙样品进行了表征,探讨了其形成机理。结果表明,在反应温度为40℃,氯化钙和碳酸钠0.2 mol/L和蛋清... 详细信息

在不同体积百分比浓度的蛋清蛋白溶液体系中,以CaCl2和碳酸钠为原料合成球形碳酸钙复合物,采用SEM、XRD、FT-IR和TG等测试技术对所得碳酸钙样品进行了表征,探讨了其形成机理。结果表明,在反应温度为40℃,氯化钙和碳酸钠0.2 mol/L和蛋清蛋白浓度为10%(V/V)条件下,合成出粒度为5μm左右的球形碳酸钙晶体,此晶体以方解石和球霰石混合晶型存在,有机质质量分数约为15%。与纯水体系形成的碳酸钙相比,热分解温度降低约15℃。红外V3蓝移约10 cm-1。蛋清蛋白与Ca2+配位及静电作用等是形成球形碳酸钙晶体的主要原因。

关键词：蛋清蛋白球形碳酸钙球霰石

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微生物矿化制备碳酸锶晶体

人工晶体学报 2014年第1期43卷 129-133,142页

作者：竹文坤牟涛段涛张友魁罗学刚 "核废物与环境安全"国防重点学科实验室绵阳621000 中国工程物理研究院绵阳621000

利用微生物繁殖过程产生的酶化作用,适时引入Sr2+,形成碳酸盐矿物沉淀,通过能谱(EDS)、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、综合热分析仪(DSC-TG)对碳酸锶样品形貌、结构、热性质等进行表征。结果表... 详细信息

利用微生物繁殖过程产生的酶化作用,适时引入Sr2+,形成碳酸盐矿物沉淀,通过能谱(EDS)、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、综合热分析仪(DSC-TG)对碳酸锶样品形貌、结构、热性质等进行表征。结果表明,微生物诱导沉淀的碳酸锶含有少量有机物质,形貌为近球形,表面多孔,部分团聚形成无规则块体,属于正交晶系。菌体和代谢物在碳酸锶晶体成核、生长及堆积过程中扮演重要的角色。

关键词：微生物碳酸锶生物矿化