微电场激发下多氯联苯的厌氧还原脱氯研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21177042
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    冯春华
  • 依托单位：
    华南理工大学
  • 学科分类：
    B0604.水污染与控制化学
  • 结题年份：
    2015
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2015-12-31

项目摘要

多氯联苯（PCBs）具有免疫毒性、神经和发育毒性以及致癌性。厌氧还原是微生物降解PCBs的重要一环，但是土著微生物对PCBs的降解速度慢、效率低。本项目从微生物电化学角度出发，提出了利用微电场促进PCBs的厌氧还原脱氯的概念。主要研究内容包括: 通过外加微电压选择性培养高效还原脱氯菌并揭示其菌群结构；解析污染物降解与菌体之间的内在关系，包括电极-微生物-污染物三者之间的电子传递机制以及PCBs的厌氧还原脱氯途径；分析微生物电解池-微生物燃料电池体系中PCBs的降解热力学和动力学可调控因子以及电子与电子供体的利用效率；考察菌在连续流反应器规模中的脱氯还原能力。本项目旨在为微生物厌氧还原脱氯提供新的路径，为设计和构建应用于大规模废水处理、土壤进化以及生态恢复的电化学强化的微生物厌氧反应器提供科学理论根据。

结项摘要

土著微生物对多氯联苯（PCBs）的降解速度慢、效率低，本项目提出利用微电场促进PCBs厌氧还原的概念，该方法具备高效、低成本、能够原位修复污染场地等优点。主要研究内容包括：构建电化学强化的微生物反应器，并在此平台上考察影响电子转移速度及电子利用效率的关键因素；解析电极材料表面性质、电子转移机制与污染物去除之间的对应关系；阐明促进PCBs厌氧转化的脱氯菌结构、功能及其与各外部条件的内在联系；分析PCBs在厌氧还原脱氯菌作用下的降解路径及影响因素。研究结果明确了具备电容性特征的电极材料是提高生物电子传递的关键因素，对设计和改性微生物电化学反应器功能性电极材料提供参考。以PCB61为模型污染物，发现了产电菌的存在可以激发PCB脱氯菌的生长，二者通过互营共生关系使得菌属对PCB61厌氧转化维持高活性，使得PCB61在+0.2 V（vs.SCE）刺激下110天内转化率相比于对照组提高2.5倍。证实了系统中有机碳源的存在有利于施加负电位情况下（如-0.5 V vs.SCE）脱氯菌的生长和繁殖，从而促进PCB61向低氯形态转化。通过降解中间产物的鉴定，揭示了不同的外部条件（如施加电位大小、是否添加外部有机碳源、底泥性质等）作用下PCB61降解途径存在不同。基础研究成果可为微生物厌氧还原脱氯提供新的路径，为设计和构建应用于PCBs污染场地修复的电化学强化微生物厌氧反应器提供科学理论根据。

项目成果

期刊论文数量（18）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Fate of Fe and Cd upon microbial reduction of Cd-loaded polyferric flocs by Shewanella oneidensis MR-1
希瓦氏菌 MR-1 微生物还原载镉聚合铁絮凝物后 Fe 和 Cd 的命运
  • DOI：
    10.1016/j.chemosphere.2015.10.095
  • 发表时间：
    2016-02-01
  • 期刊：
    CHEMOSPHERE
  • 影响因子：
    8.8
  • 作者：
    Li, Chenchen;Yi, Xiaoyun;Feng, Chunhua
  • 通讯作者：
    Feng, Chunhua
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  • DOI：
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  • 发表时间：
    2013-01-15
  • 期刊：
    BIOSENSORS & BIOELECTRONICS
  • 影响因子：
    12.6
  • 作者：
    Feng, Chunhua;Yue, Xianjun;Wei, Chaohai
  • 通讯作者：
    Wei, Chaohai
Stainless steel mesh coated with MnO2/carbon nanotube and polymethylphenyl siloxane as low-cost and high-performance microbial fuel cell cathode materials
不锈钢网涂覆MnO2/碳纳米管和聚甲基苯基硅氧烷作为低成本高性能微生物燃料电池正极材料
  • DOI：
    10.1016/j.jpowsour.2011.10.134
  • 发表时间：
    2012-03-01
  • 期刊：
    JOURNAL OF POWER SOURCES
  • 影响因子：
    9.2
  • 作者：
    Chen, Yanfeng;Lv, Zhisheng;Wei, Chaohai
  • 通讯作者：
    Wei, Chaohai
Ruthenium oxide-coated carbon felt electrode: A highly active anode for microbial fuel cell applications
氧化钌涂层碳毡电极：用于微生物燃料电池应用的高活性阳极
  • DOI：
    10.1016/j.jpowsour.2012.02.109
  • 发表时间：
    2012-07-15
  • 期刊：
    JOURNAL OF POWER SOURCES
  • 影响因子：
    9.2
  • 作者：
    Lv, Zhisheng;Xie, Daohai;Wei, Chaohai
  • 通讯作者：
    Wei, Chaohai
电驱动下的环境污染物厌氧生物转化—电子转移原理和应用实例
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    电化学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    谢道海;庞韵梦;韩涛;韦朝海
  • 通讯作者：
    韦朝海

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其他文献

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  • 发表时间：
    2013
  • 期刊：
    电化学
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    冯春华;谢道海;庞韵梦;韩涛;韦朝海
  • 通讯作者：
    韦朝海

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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