活性污泥法除磷过程中胞内储存物质的红外光谱解析与应用

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    21007001
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    19.0万
  • 负责人：
    李卫华
  • 依托单位：
    安徽建筑大学
  • 学科分类：
    B0604.水污染与控制化学
  • 结题年份：
    2013
  • 批准年份：
    2010
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2011-01-01 至2013-12-31

项目摘要

生物除磷具有环境友好和经济有效的特点，成为城市污水除磷的主要技术手段。胞内储存物质在生物除磷过程中扮演重要角色，对于建立与生物除磷相关的生化模型和动力学模型起着不可替代的作用。胞内储存物质的种类和浓度与反应器的除磷效率亦有着密切关系。然而，迄今为止相关的分析方法和表征手段难以及时准确反映胞内储存物质的变化。该课题基于红外光谱学和化学计量学分析方法，通过分析生物除磷污泥样品的近红外和中红外光谱特征，利用化学计量学方法从复杂背景中挖掘和提取待测组分相关信息，并结合胞内储存物质的化学分析，构建污泥样品的红外光谱与储存物质质量浓度的计量学模型，建立反应器的红外光谱分析方法，为实现生物除磷的系统优化提供理论依据和数据支撑。主要研究内容包括：(1)中红外谱峰分离与信息提取；(2)近红外光谱反演胞内储存物质的模型建立与评价；(3)反应器运行状态的红外光谱监测技术建立。

结项摘要

聚β羟基烷酸酯(PHA)、聚磷和糖原三种胞内储存物质在活性污泥除磷过程中扮演重要角色。根据储存物质的红外光谱特征，结合序批式过程中不同运行阶段活性污泥的红外光谱，对污泥的一些特征峰进行了峰位归属，PHA的特征峰位于1740cm-1左右，聚磷的特征峰位于890cm-1附近，蛋白质Ⅰ峰位于1650cm-1附近。采用高斯分峰法将分别将PHA羰基峰和蛋白质峰以及聚磷相关重叠红外峰进行分离，获得了PHA峰、蛋白质Ⅰ峰和聚磷峰的特征峰面积。PHA与蛋白质Ⅰ峰的峰面积之比与PHA的含量具有显著的相关性，聚磷与蛋白质Ⅰ峰的峰面积之比与聚磷的含量亦具有较好的线性关系，可以用于活性污泥中PHA和聚磷的快速分析。采用偏最小二乘法，选择糖原、聚磷和PHA的特征红外光谱区域数据，结合化学分析结果，可以建立它们之间的化学计量学分析模型，模型预测结果与样品分析结果具有较好的一致性。该课题研究提供了一种基于红外光谱快速表征和识别胞内储存物质的新方法，为生物除磷过程的快速监控提供的新的分析方法和理论基础。

项目成果

期刊论文数量（5）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
厌氧产甲烷受抑制过程的三维荧光光谱解析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    Guang Pu Xue Yu Guang Pu Fen Xi/spectroscopy and Spectral Analysis
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李卫华;盛国平;陆锐;赵全保;俞汉青
  • 通讯作者：
    俞汉青
运用三维荧光光谱解析高温厌氧产氢反应过程对温度变化的响应
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
  • 期刊：
    环境科学学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李卫华;盛国平;陆锐;俞汉青;汤利华;黄显怀
  • 通讯作者：
    黄显怀
强化生物除磷过程中聚羟基烷酸酯的红外光谱分析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    --
  • 期刊：
    光谱学与光谱分析
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李卫华;毛钦焱;刘怡心;盛国平;俞汉青;黄显怀;刘绍根;凌琪;严国兵
  • 通讯作者：
    严国兵
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厌氧产氢生物反应器上清液的荧光光谱特征
  • DOI：
    10.1007/s00253-010-2867-x
  • 发表时间：
    2011-01-01
  • 期刊：
    APPLIED MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY
  • 影响因子：
    5
  • 作者：
    Li, Wei-Hua;Sheng, Guo-Ping;Harada, Hideki
  • 通讯作者：
    Harada, Hideki
自养硝化过程中硝酸盐和亚硝酸盐的紫外光谱解析
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2011
  • 期刊：
    安徽建筑工业学院学报(自然科学版)
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李卫华;李瑞
  • 通讯作者：
    李瑞

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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
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    姜洁
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  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012
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  • 影响因子：
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  • 作者：
    李卫华;王自布;王琳;庞欢
  • 通讯作者：
    庞欢

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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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