權(quán)利要求
1.一種
稀貴金屬浮選藥劑的生物合成方法，其特征在于，包括以下步驟：
S1：先選取具有金屬吸附潛力的微生物菌株，并對選定菌株進行基因工程改造;
S2：根據(jù)改造后菌株的生長需求，配制適宜的培養(yǎng)基;
S3：將S1中改造后的菌株接種到S2中配制培養(yǎng)基中，并在發(fā)酵罐中進行發(fā)酵培養(yǎng);
S4：在發(fā)酵過程中添加誘導(dǎo)劑，以激活菌株中的金屬吸附相關(guān)基因;
S5：發(fā)酵完成后，采用物理方法分離含有金屬離子的菌體，并進行處理形成初步的
浮選藥劑;
S6：對初步的浮選藥劑進行純化和濃縮處理，以提高浮選藥劑的純度和浮選效率;
S7：在浮選藥劑純化和濃縮之后，引入特定的螯合劑與藥劑中的金屬離子形成穩(wěn)定的螯合物，并通過交叉耦合反應(yīng)增強該螯合物的穩(wěn)定性;
S8：最后向交叉耦合反應(yīng)后的浮選藥劑中添加穩(wěn)定劑和安全性增強劑，得到該浮選藥劑成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種稀貴金屬浮選藥劑的生物合成方法，其特征在于，所述S1具體包括：
S11：選取的具有金屬吸附潛力的微生物菌株具體為銅綠假單胞菌或金屬耐受性酵母;
S12：從已知能提高金屬吸附能力的基因庫中篩選目標基因，并使用PCR技術(shù)對目標基因進行擴增，獲得克隆片段，所述目標基因具體為金屬結(jié)合蛋白質(zhì)編碼基因或金屬轉(zhuǎn)運蛋白編碼基因;
S13：通過質(zhì)粒矢量將擴增的目標基因?qū)氲竭x定的微生物菌株中，并采用轉(zhuǎn)化效率為1x10^6轉(zhuǎn)化體/μgDNA的方法進行基因?qū)?，在抗生素篩選培養(yǎng)基中培養(yǎng)轉(zhuǎn)化后的菌株，篩選成功整合目標基因的菌株，該目標基因的菌株的抗生素濃度為50-100μg/mL。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種稀貴金屬浮選藥劑的生物合成方法，其特征在于，所述S2具體包括：
S21：根據(jù)改造后的微生物菌株的營養(yǎng)需求，確定培養(yǎng)基的組成，包括碳源、氮源、無機鹽和必需微量元素;
S22：選擇葡萄糖或甘油作為微生物生長的碳源，所述碳源濃度控制在10-20g/L;
S23：向碳源中添加氮源，氮源的濃度控制在1-5g/L，所述氮源為硝酸鹽或酵母提取物;
S24：向培養(yǎng)基中添加無機鹽包括磷酸鹽、硫酸鎂和鉀鹽，以及微量元素包括鐵、鋅、銅離子，無機鹽的濃度為0.1-1g/L，微量元素的濃度為0.1-10mg/L，制得培養(yǎng)基;
S25：調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH值至6.0-8.0。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種稀貴金屬浮選藥劑的生物合成方法，其特征在于，所述S3具體包括：
S31：在無菌條件下，將S1步驟中改造后的菌株懸浮于無菌生理鹽水中，形成接種液，并控制接種液的菌體濃度為1x10^6-1x10^8細胞/mL;
S32：選用發(fā)酵罐，并確保發(fā)酵罐內(nèi)部環(huán)境無菌;
S33：將準備好的接種液接種到S2步驟中配制好的培養(yǎng)基中，接種量為培養(yǎng)基體積的1-5%，并將發(fā)酵罐中的溫度控制在25-37℃，控制pH值為6.0-8.0;
S34：在發(fā)酵過程中，保持攪拌速率和通氣量，具體攪拌速率為100-500rpm，通氣量為0.5-2vvm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種稀貴金屬浮選藥劑的生物合成方法，其特征在于，所述S4具體包括：
S41：選擇異丙基硫代半乳糖苷作為誘導(dǎo)劑;
S42：在發(fā)酵過程中，當(dāng)菌體達到對數(shù)生長期時添加誘導(dǎo)劑，添加誘導(dǎo)劑的濃度為0.1-1.0mM。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種稀貴金屬浮選藥劑的生物合成方法，其特征在于，所述S5具體包括：
S51：在發(fā)酵完成后，收集發(fā)酵液;
S52：使用離心的物理分離方法，將含有金屬離子的菌體從發(fā)酵液中分離出來，具體離心的條件設(shè)定為4000-10000rpm，持續(xù)時間為10-30分鐘;
S53：分離得到的菌體用無菌生理鹽水或緩沖溶液洗滌，以去除附著在表面的非特異性物質(zhì)，重復(fù)洗滌步驟為2-4次;
S54：對洗滌后的菌體進行熱處理，形成初步的浮選藥劑，具體在60-80℃下進行熱處理，持續(xù)時間為30-60分鐘;
S55：收集處理后的液體，該液體為有金屬離子的初步浮選藥劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種稀貴金屬浮選藥劑的生物合成方法，其特征在于，所述S6具體包括：
S61：選擇溶劑萃取技術(shù)，純化初步浮選藥劑;
S62：選用與藥劑成分相容的有機溶劑，并將溶劑與藥劑按1:1至3:1進行混合，所述有機溶劑為乙醇或丙酮;
S63：使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器或減壓蒸發(fā)設(shè)備對純化后的藥劑進行濃縮處理，以提高藥劑的有效成分濃度，具體將濃縮過程的控制溫度在40-60℃，并維持減壓在20-100毫米汞柱。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種稀貴金屬浮選藥劑的生物合成方法，其特征在于，所述S7具體包括：
S71：選擇與目標金屬離子相容的螯合劑，該螯合劑具體為乙二胺四乙酸，并將螯合劑配制成濃度為0.1-5mM的溶液;
S72：將配制好的螯合劑溶液緩慢加入到純化和濃縮后的浮選藥劑中;
S73：在室溫下進行進行交叉耦合反應(yīng)，持續(xù)時間為1-4小時，pH值維持在7.0-9.0;
S74：反應(yīng)完成后，將最終的螯合物溶液儲存于4℃條件下，并避免光照。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種稀貴金屬浮選藥劑的生物合成方法，其特征在于，所述S8具體包括：
S81：選擇的穩(wěn)定劑為聚合物穩(wěn)定劑或抗氧化劑，選擇的安全性增強劑為非毒性的防腐劑或pH調(diào)節(jié)劑;
S82：將選定的穩(wěn)定劑和安全性增強劑配制成濃度為0.1-5%的溶液，并均勻地將該溶液加入到交叉耦合反應(yīng)后的浮選藥劑中;
S83：使用均質(zhì)機對添加了穩(wěn)定劑和安全性增強劑的浮選藥劑進行混合，設(shè)定均質(zhì)的壓力為34-103bar，均質(zhì)時間為5-15分鐘，最終得到該浮選藥劑成品。
說明書
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及生物冶金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種稀貴金屬浮選藥劑的生物合成方法。
背景技術(shù)
[0002]稀貴金屬，如金、銀、鉑等，在許多工業(yè)領(lǐng)域中具有重要的應(yīng)用價值，從電子制造到醫(yī)藥工業(yè)都有其獨特的應(yīng)用，這些金屬的提取和精煉通常依賴于浮選技術(shù)，該技術(shù)使用特定的藥劑來分離有價金屬礦石和其他無用礦物，傳統(tǒng)的浮選藥劑主要是基于化學(xué)合成的有機化合物，這些化合物雖然效率較高，但存在成本高、對環(huán)境有害和可持續(xù)性差等問題，因此，開發(fā)一種環(huán)保、經(jīng)濟且高效的新型浮選藥劑迫在眉睫。
[0003]現(xiàn)有的稀貴金屬浮選技術(shù)面臨幾個主要難題，首先，化學(xué)合成的浮選藥劑成本較高，且在生產(chǎn)過程中可能產(chǎn)生有害副產(chǎn)品，對環(huán)境造成負擔(dān)，其次，這些傳統(tǒng)藥劑的選擇性和特異性有限，可能無法高效地回收
低品位或復(fù)雜礦石中的稀貴金屬，此外，隨著對環(huán)境保護意識的增強和礦產(chǎn)資源的日益枯竭，開發(fā)一種可持續(xù)、環(huán)保且具有高選擇性的浮選技術(shù)變得尤為重要。
發(fā)明內(nèi)容
[0004]基于上述目的，本發(fā)明提供了一種稀貴金屬浮選藥劑的生物合成方法。
[0005]一種稀貴金屬浮選藥劑的生物合成方法，包括以下步驟：
[0006]S1：先選取具有金屬吸附潛力的微生物菌株，并對選定菌株進行基因工程改造;
[0007]S2：根據(jù)改造后菌株的生長需求，配制適宜的培養(yǎng)基;
[0008]S3：將S1中改造后的菌株接種到S2中配制培養(yǎng)基中，并在發(fā)酵罐中進行發(fā)酵培養(yǎng);
[0009]S4：在發(fā)酵過程中添加誘導(dǎo)劑，以激活菌株中的金屬吸附相關(guān)基因;
[0010]S5：發(fā)酵完成后，采用物理方法分離含有金屬離子的菌體，并進行處理形成初步的浮選藥劑;
[0011]S6：對初步的浮選藥劑進行純化和濃縮處理，以提高浮選藥劑的純度和浮選效率;
[0012]S7：在浮選藥劑純化和濃縮之后，引入特定的螯合劑與藥劑中的金屬離子形成穩(wěn)定的螯合物，并通過交叉耦合反應(yīng)增強該螯合物的穩(wěn)定性;
[0013]S8：最后向交叉耦合反應(yīng)后的浮選藥劑中添加穩(wěn)定劑和安全性增強劑，得到該浮選藥劑成品。
[0014]進一步的，所述S1具體包括：
[0015]S11：選取的具有金屬吸附潛力的微生物菌株具體為銅綠假單胞菌或金屬耐受性酵母;
[0016]S12：從已知能提高金屬吸附能力的基因庫中篩選目標基因，并使用PCR技術(shù)對目標基因進行擴增，獲得克隆片段，所述目標基因具體為金屬結(jié)合蛋白質(zhì)編碼基因或金屬轉(zhuǎn)運蛋白編碼基因;
[0017]S13：通過質(zhì)粒矢量將擴增的目標基因?qū)氲竭x定的微生物菌株中，并采用轉(zhuǎn)化效率為1x10^6轉(zhuǎn)化體/μgDNA的方法進行基因?qū)?，在抗生素篩選培養(yǎng)基中培養(yǎng)轉(zhuǎn)化后的菌株，篩選成功整合目標基因的菌株，該目標基因的菌株的抗生素濃度為50-100μg/mL。
[0018]進一步的，所述S2具體包括：
[0019]S21：根據(jù)改造后的微生物菌株的營養(yǎng)需求，確定培養(yǎng)基的組成，包括碳源、氮源、無機鹽和必需微量元素;
[0020]S22：選擇葡萄糖或甘油作為微生物生長的碳源，所述碳源濃度控制在10-20g/L;
[0021]S23：向碳源中添加氮源，氮源的濃度控制在1-5g/L，所述氮源為硝酸鹽或酵母提取物;
[0022]S24：向培養(yǎng)基中添加無機鹽包括磷酸鹽、硫酸鎂和鉀鹽，以及微量元素包括鐵、鋅、銅離子，無機鹽的濃度為0.1-1g/L，微量元素的濃度為0.1-10mg/L，制得培養(yǎng)基;
[0023]S25：調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH值至6.0-8.0。
[0024]進一步的，所述S3具體包括：
[0025]S31：在無菌條件下，將S1步驟中改造后的菌株懸浮于無菌生理鹽水中，形成接種液，并控制接種液的菌體濃度為1x10^6-1x10^8細胞/mL;
[0026]S32：選用發(fā)酵罐，并確保發(fā)酵罐內(nèi)部環(huán)境無菌;
[0027]S33：將準備好的接種液接種到S2步驟中配制好的培養(yǎng)基中，接種量為培養(yǎng)基體積的1-5%，并將發(fā)酵罐中的溫度控制在25-37℃，控制pH值為6.0-8.0;
[0028]S34：在發(fā)酵過程中，保持攪拌速率和通氣量，具體攪拌速率為100-500rpm，通氣量為0.5-2vvm。
[0029]進一步的，所述S4具體包括：
[0030]S41：選擇異丙基硫代半乳糖苷作為誘導(dǎo)劑;
[0031]S42：在發(fā)酵過程中，當(dāng)菌體達到對數(shù)生長期時添加誘導(dǎo)劑，添加誘導(dǎo)劑的濃度為0.1-1.0mM。
[0032]進一步的，所述S5具體包括：
[0033]S51：在發(fā)酵完成后，收集發(fā)酵液;
[0034]S52：使用離心的物理分離方法，將含有金屬離子的菌體從發(fā)酵液中分離出來，具體離心的條件設(shè)定為4000-10000rpm，持續(xù)時間為10-30分鐘;
[0035]S53：分離得到的菌體用無菌生理鹽水或緩沖溶液洗滌，以去除附著在表面的非特異性物質(zhì)，重復(fù)洗滌步驟為2-4次;
[0036]S54：對洗滌后的菌體進行熱處理，形成初步的浮選藥劑，具體在60-80℃下進行熱處理，持續(xù)時間為30-60分鐘;
[0037]S55：收集處理后的液體，該液體為有金屬離子的初步浮選藥劑。
[0038]進一步的，所述S6具體包括：
[0039]S61：選擇溶劑萃取技術(shù)，純化初步浮選藥劑;
[0040]S62：選用與藥劑成分相容的有機溶劑，并將溶劑與藥劑按1:1至3:1進行混合，所述有機溶劑為乙醇或丙酮;
[0041]S63：使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器或減壓蒸發(fā)設(shè)備對純化后的藥劑進行濃縮處理，以提高藥劑的有效成分濃度，具體將濃縮過程的控制溫度在40-60℃，并維持減壓在20-100毫米汞柱。
[0042]進一步的，所述S7具體包括：
[0043]S71：選擇與目標金屬離子相容的螯合劑，該螯合劑具體為乙二胺四乙酸，并將螯合劑配制成濃度為0.1-5mM的溶液;
[0044]S72：將配制好的螯合劑溶液緩慢加入到純化和濃縮后的浮選藥劑中;
[0045]S73：在室溫下進行進行交叉耦合反應(yīng)，持續(xù)時間為1-4小時，pH值維持在7.0-9.0;
[0046]S74：反應(yīng)完成后，將最終的螯合物溶液儲存于4℃條件下，并避免光照。
[0047]進一步的，所述S8具體包括：
[0048]S81：選擇的穩(wěn)定劑為聚合物穩(wěn)定劑或抗氧化劑，選擇的安全性增強劑為非毒性的防腐劑或pH調(diào)節(jié)劑;
[0049]S82：將選定的穩(wěn)定劑和安全性增強劑配制成濃度為0.1-5%的溶液，并均勻地將該溶液加入到交叉耦合反應(yīng)后的浮選藥劑中;
[0050]S83：使用均質(zhì)機對添加了穩(wěn)定劑和安全性增強劑的浮選藥劑進行混合，設(shè)定均質(zhì)的壓力為34-103bar，均質(zhì)時間為5-15分鐘，最終得到該浮選藥劑成品。
[0051]本發(fā)明的有益效果：
[0052]本發(fā)明，通過生物合成過程更為環(huán)保，減少了有害化學(xué)物質(zhì)的使用和排放，此外，由于生物合成過程主要依賴可再生的生物材料，如微生物，因此在原材料成本上也更具優(yōu)勢，這種方法為稀貴金屬的提取提供了一種更加經(jīng)濟和可持續(xù)的解決方案。
[0053]本發(fā)明，通過利用基因工程改造的微生物菌株，能夠特異性地吸附目標稀貴金屬，從而提高了浮選藥劑的選擇性和特異性，通過精確設(shè)計的微生物及其代謝途徑，本方法能夠有效區(qū)分和吸附特定的金屬離子，這對于處理低品位礦石或復(fù)雜礦石中的稀貴金屬具有重要意義，高選擇性不僅提高了金屬回收率，也減少了對非目標礦物的干擾，提高了整個浮選過程的效率。
[0054]本發(fā)明，通過在生物合成的浮選藥劑中引入特定的螯合劑和交叉耦合反應(yīng)，顯著提高了藥劑的穩(wěn)定性和安全性，這種創(chuàng)新的方法不僅增強了藥劑對稀貴金屬的吸附能力，也優(yōu)化了其在儲存和使用過程中的穩(wěn)定性，此外，通過添加穩(wěn)定劑和安全性增強劑，本發(fā)明確保了藥劑在長期儲存和實際應(yīng)用中的可靠性和安全性，進一步增強了其商業(yè)化應(yīng)用的潛力。
附圖說明
[0055]為了更清楚地說明本發(fā)明或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0056]圖1為本發(fā)明實施例的稀貴金屬浮選藥劑的生物合成方法流程示意圖。
具體實施方式
[0057]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0058]需要說明的是，除非另外定義，本發(fā)明使用的技術(shù)術(shù)語或者科學(xué)術(shù)語應(yīng)當(dāng)為本發(fā)明所屬領(lǐng)域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本發(fā)明中使用的“第一”、“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用來區(qū)分不同的組成部分。“包括”或者“包含”等類似的詞語意指出現(xiàn)該詞前面的元件或者物件涵蓋出現(xiàn)在該詞后面列舉的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
[0059]實施例1
[0060]如圖1所示，一種稀貴金屬浮選藥劑的生物合成方法，包括以下步驟：
[0061]S1：先選取具有金屬吸附潛力的微生物菌株，并對選定菌株進行基因工程改造，通過引入稀貴金屬吸附和耐受性相關(guān)基因，增強其對特定稀貴金屬的選擇性和吸附能力;
[0062]S2：根據(jù)改造后菌株的生長需求，配制適宜的培養(yǎng)基;
[0063]S3：將S1中改造后的菌株接種到S2中配制培養(yǎng)基中，并在發(fā)酵罐中進行發(fā)酵培養(yǎng);
[0064]S4：在發(fā)酵過程中添加誘導(dǎo)劑，以激活菌株中的金屬吸附相關(guān)基因;
[0065]S5：發(fā)酵完成后，采用物理方法分離含有金屬離子的菌體，并進行處理形成初步的浮選藥劑;
[0066]S6：對初步的浮選藥劑進行純化和濃縮處理，以提高浮選藥劑的純度和浮選效率;
[0067]S7：在浮選藥劑純化和濃縮之后，引入特定的螯合劑與藥劑中的金屬離子形成穩(wěn)定的螯合物，并通過交叉耦合反應(yīng)增強該螯合物的穩(wěn)定性，以優(yōu)化藥劑對稀貴金屬的特異性吸附能力;
[0068]S8：最后向交叉耦合反應(yīng)后的浮選藥劑中添加穩(wěn)定劑和安全性增強劑，得到該浮選藥劑成品，提高儲存穩(wěn)定性和使用安全性。
[0069]S1具體包括：
[0070]S11：選取的具有金屬吸附潛力的微生物菌株具體為銅綠假單胞菌;
[0071]S12：從已知能提高金屬吸附能力的基因庫中篩選目標基因，并使用PCR技術(shù)對目標基因進行擴增，獲得克隆片段，目標基因具體為金屬結(jié)合蛋白質(zhì)編碼基因;
[0072]S13：通過質(zhì)粒矢量將擴增的目標基因?qū)氲竭x定的微生物菌株中，并采用轉(zhuǎn)化效率為1x10^6轉(zhuǎn)化體/μgDNA的方法進行基因?qū)?，在抗生素篩選培養(yǎng)基中培養(yǎng)轉(zhuǎn)化后的菌株，篩選成功整合目標基因的菌株，該目標基因的菌株的抗生素濃度為75g/mL。
[0073]S2具體包括：
[0074]S21：根據(jù)改造后的微生物菌株的營養(yǎng)需求，確定培養(yǎng)基的組成，包括碳源、氮源、無機鹽和必需微量元素;
[0075]S22：選擇葡萄糖作為微生物生長的碳源，碳源濃度控制在15g/L;
[0076]S23：向碳源中添加氮源，以滿足微生物的生長需求，氮源的濃度控制在3g/L，氮源為硝酸鹽;
[0077]S24：向培養(yǎng)基中添加無機鹽包括磷酸鹽、硫酸鎂和鉀鹽，以及微量元素包括鐵、鋅、銅離子，以促進微生物的生長和金屬吸附活性，無機鹽的濃度為0.5g/L，微量元素的濃度為5mg/L，制得培養(yǎng)基;
[0078]S25：調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH值至7.0，以適應(yīng)選定菌株的最佳生長環(huán)境，在使用前對培養(yǎng)基進行滅菌處理，常用方法為高壓蒸汽滅菌，以消除可能的污染源。
[0079]S3具體包括：
[0080]S31：在無菌條件下，將S1步驟中改造后的菌株懸浮于無菌生理鹽水中，形成接種液，并控制接種液的菌體濃度為1x10^7細胞/mL;
[0081]S32：選用發(fā)酵罐，并確保發(fā)酵罐內(nèi)部環(huán)境無菌，該發(fā)酵罐應(yīng)具備溫度和pH值的控制系統(tǒng);
[0082]S33：將準備好的接種液接種到S2步驟中配制好的培養(yǎng)基中，接種量為培養(yǎng)基體積的3%，并將發(fā)酵罐中的溫度控制在30℃，控制pH值為7.0;
[0083]S34：在發(fā)酵過程中，保持攪拌速率和通氣量，以確保菌體的充分生長和代謝活動，具體攪拌速率為300rpm，通氣量為1vvm(體積氣體/體積液體/分鐘)。
[0084]S4具體包括：
[0085]S41：選擇異丙基硫代半乳糖苷(IPTG)作為誘導(dǎo)劑;
[0086]S42：在發(fā)酵過程中，當(dāng)菌體達到對數(shù)生長期時添加誘導(dǎo)劑，添加誘導(dǎo)劑的濃度為0.5mM，具體濃度根據(jù)菌株的反應(yīng)和預(yù)期的基因表達水平調(diào)整。
[0087]S5具體包括：
[0088]S51：在發(fā)酵完成后，收集發(fā)酵液，確保收集過程中保持樣品的無菌和穩(wěn)定性;
[0089]S52：使用離心的物理分離方法，將含有金屬離子的菌體從發(fā)酵液中分離出來，具體離心的條件設(shè)定為7000rpm，持續(xù)時間為20分鐘;
[0090]S53：分離得到的菌體用無菌生理鹽水或緩沖溶液洗滌，以去除附著在表面的非特異性物質(zhì)，重復(fù)洗滌步驟為3次;
[0091]S54：對洗滌后的菌體進行熱處理，以釋放或轉(zhuǎn)化吸附的金屬離子，形成初步的浮選藥劑，具體在70℃下進行熱處理，持續(xù)時間為45分鐘;
[0092]S55：收集處理后的液體，該液體為有金屬離子的初步浮選藥劑，并將藥劑儲存于4℃的條件下，并避免光照。
[0093]S6具體包括：
[0094]S61：選擇溶劑萃取技術(shù)，純化初步浮選藥劑;
[0095]S62：選用與藥劑成分相容的有機溶劑，并將溶劑與藥劑按2:1進行混合，有機溶劑為乙醇;
[0096]S63：使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器或減壓蒸發(fā)設(shè)備對純化后的藥劑進行濃縮處理，以提高藥劑的有效成分濃度，具體將濃縮過程的控制溫度在50℃，并維持減壓在60毫米汞柱。
[0097]S7具體包括：
[0098]S71：選擇與目標金屬離子相容的螯合劑，該螯合劑具體為乙二胺四乙酸(EDTA)，并將螯合劑配制成濃度為3mM的溶液;
[0099]S72：將配制好的螯合劑溶液緩慢加入到純化和濃縮后的浮選藥劑中，以確保充分反應(yīng);
[0100]S73：在室溫下進行進行交叉耦合反應(yīng)，持續(xù)時間為3小時，pH值維持在8.0;
[0101]S74：反應(yīng)完成后，將最終的螯合物溶液儲存于4℃條件下，并避免光照。
[0102]S8具體包括：
[0103]S81：選擇的穩(wěn)定劑為聚合物穩(wěn)定劑，以適應(yīng)浮選藥劑的化學(xué)性質(zhì)和應(yīng)用需求;選擇的安全性增強劑為非毒性的防腐劑;
[0104]S82：將選定的穩(wěn)定劑和安全性增強劑配制成濃度為3%的溶液，并均勻地將該溶液加入到交叉耦合反應(yīng)后的浮選藥劑中，以避免產(chǎn)生不均勻混合或過度稀釋;
[0105]S83：使用均質(zhì)機對添加了穩(wěn)定劑和安全性增強劑的浮選藥劑進行混合，設(shè)定均質(zhì)的壓力為60bar，均質(zhì)時間為10分鐘，最終得到該浮選藥劑成品。
[0106]實施例2
[0107]S1：選取金屬耐受性酵母作為金屬吸附潛力的微生物菌株，通過PCR技術(shù)從已知的基因庫中篩選出金屬轉(zhuǎn)運蛋白編碼基因，進行擴增并通過質(zhì)粒矢量導(dǎo)入到菌株中，轉(zhuǎn)化效率設(shè)定為1x10^6轉(zhuǎn)化體/μgDNA，在含有50μg/mL抗生素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)和篩選改造后的菌株;
[0108]S2：根據(jù)改造后的菌株需求，配制培養(yǎng)基，選擇甘油作為碳源，濃度控制在10g/L，接著添加氮源酵母提取物，濃度為1g/L，加入無機鹽(0.1g/L)和微量元素(0.1mg/L)，包括磷酸鹽、硫酸鎂、鉀鹽、鐵、鋅、銅離子，最后調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH值至6.0;
[0109]S3：在無菌條件下，將改造后的菌株懸浮于無菌生理鹽水中，制備接種液，控制接種液的菌體濃度為1x10^6細胞/mL，將接種液加入到配制好的培養(yǎng)基中，接種量為培養(yǎng)基體積的1%，發(fā)酵罐的溫度控制在25℃，pH值保持在6.0，攪拌速率100rpm，通氣量0.5vvm;
[0110]S4：選擇異丙基硫代半乳糖苷作為誘導(dǎo)劑，在菌體達到對數(shù)生長期時，將誘導(dǎo)劑添加到發(fā)酵罐中，濃度為0.1mM;
[0111]S5：發(fā)酵完成后，收集發(fā)酵液，使用離心法(4000rpm，持續(xù)10分鐘)分離含有金屬離子的菌體，分離后的菌體使用無菌生理鹽水或緩沖溶液洗滌2次，以去除非特異性物質(zhì)，接著，將菌體在60℃下進行熱處理30分鐘，制得初步的浮選藥劑;
[0112]S6：使用溶劑萃取技術(shù)，采用丙酮作為有機溶劑，按1:1的比例與藥劑混合進行純化，隨后，使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器或減壓蒸發(fā)設(shè)備在40℃下進行濃縮，維持減壓在20毫米汞柱，以提高藥劑的有效成分濃度;
[0113]S7：選擇與目標金屬離子相容的螯合劑，如乙二胺四乙酸，配制成0.1mM的溶液，將螯合劑溶液加入到純化和濃縮后的浮選藥劑中，在室溫下進行交叉耦合反應(yīng)，持續(xù)1小時，pH值維持在7.0，反應(yīng)完成后，將螯合物溶液存儲于4℃，避免光照;
[0114]S8：選用抗氧化劑作為穩(wěn)定劑，pH調(diào)節(jié)劑作為安全性增強劑，將穩(wěn)定劑和安全性增強劑配制成0.1%的溶液，均勻加入到交叉耦合反應(yīng)后的浮選藥劑中，使用均質(zhì)機在34bar的壓力下混合，時間為5分鐘，得到最終的浮選藥劑成品。
[0115]實施例3
[0116]S1：選取銅綠假單胞菌作為金屬吸附潛力的微生物菌株，通過PCR技術(shù)從已知的基因庫中篩選出金屬結(jié)合蛋白質(zhì)編碼基因，進行擴增并通過質(zhì)粒矢量導(dǎo)入到菌株中，轉(zhuǎn)化效率設(shè)定為1x10^6轉(zhuǎn)化體/μgDNA，在含有100μg/mL抗生素的培養(yǎng)基中培養(yǎng)和篩選改造后的菌株;
[0117]S2：根據(jù)改造后的菌株需求，配制培養(yǎng)基，選擇葡萄糖作為碳源，濃度控制在20g/L，接著添加氮源硝酸鹽，濃度為5g/L，加入無機鹽(1g/L)和微量元素(10mg/L)，包括磷酸鹽、硫酸鎂、鉀鹽、鐵、鋅、銅離子，最后調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH值至8.0;
[0118]S3：在無菌條件下，將改造后的菌株懸浮于無菌生理鹽水中，制備接種液，控制接種液的菌體濃度為1x10^8細胞/mL，將接種液加入到配制好的培養(yǎng)基中，接種量為培養(yǎng)基體積的5%，發(fā)酵罐的溫度控制在37℃，pH值保持在8.0，攪拌速率500rpm，通氣量2vvm;
[0119]S4：選擇異丙基硫代半乳糖苷作為誘導(dǎo)劑，在菌體達到對數(shù)生長期時，將誘導(dǎo)劑添加到發(fā)酵罐中，濃度為1.0mM;
[0120]S5：發(fā)酵完成后，收集發(fā)酵液，使用離心法(10000rpm，持續(xù)30分鐘)分離含有金屬離子的菌體，分離后的菌體使用無菌生理鹽水或緩沖溶液洗滌4次，以去除非特異性物質(zhì)，接著，將菌體在80℃下進行熱處理60分鐘，制得初步的浮選藥劑;
[0121]S6：使用溶劑萃取技術(shù)，采用乙醇作為有機溶劑，按3:1的比例與藥劑混合進行純化，隨后，使用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器或減壓蒸發(fā)設(shè)備在60℃下進行濃縮，維持減壓在100毫米汞柱，以提高藥劑的有效成分濃度;
[0122]S7：選擇與目標金屬離子相容的螯合劑，如乙二胺四乙酸，配制成5mM的溶液，將螯合劑溶液加入到純化和濃縮后的浮選藥劑中，在室溫下進行交叉耦合反應(yīng)，持續(xù)4小時，pH值維持在9.0，反應(yīng)完成后，將螯合物溶液存儲于4℃，避免光照;
[0123]S8：選用聚合物穩(wěn)定劑作為穩(wěn)定劑，非毒性的防腐劑作為安全性增強劑，將穩(wěn)定劑和安全性增強劑配制成5%的溶液，均勻加入到交叉耦合反應(yīng)后的浮選藥劑中，使用均質(zhì)機在103bar的壓力下混合，時間為15分鐘，得到最終的浮選藥劑成品。
[0124]表1浮選藥劑性能數(shù)據(jù)對比
[0125]
[0126]
[0127]從上述表1可以看出，實施例1在各項性能指標上均優(yōu)于實施例2和實施例3，尤其在金屬離子吸附效率和浮選效率方面表現(xiàn)最為顯著，實施例1的浮選藥劑具有95%的金屬離子吸附效率和92%的浮選效率，明顯高于其他兩個實施例，此外，實施例1的穩(wěn)定性也更高，能夠保持長達半年的效力，且安全性評分高達9分，表明其對環(huán)境和人體的潛在風(fēng)險較低，實施例2和實施例3雖然在性能上略遜于實施例1，但仍表現(xiàn)出了較好的金屬離子吸附效率和浮選效率，實施例2和實施例3的穩(wěn)定性和安全性評分略低于實施例1，但仍在可接受范圍內(nèi)，實施例1制得的浮選藥劑在金屬離子吸附效率、浮選效率、穩(wěn)定性和安全性方面均表現(xiàn)最佳，是三個實施例中性能最優(yōu)秀的，此外，其較高的成本效益比也表明在經(jīng)濟效益方面具有明顯優(yōu)勢。
[0128]表2其他性能參數(shù)對比
[0129]
性能指標實施例1實施例2實施例3初始活性(單位/mL)1.2x10^98x10^81x10^9操作簡便性(評分1-10)978耐酸堿性(pH范圍)5-96-85.5-8.5熱穩(wěn)定性(最高溫度℃)605055環(huán)境適應(yīng)性(評分1-10)988.5
[0130]從上述表2可以看出，實施例1的初始活性最高，達到1.2x10&9單位/mL，顯示了最強的浮選活性，實施例1在操作上更為簡便，其評分為9，反映了其操作流程的易用性和便捷性，實施例1的耐酸堿性pH范圍最廣，說明其適用于更多種類的處理環(huán)境，：實施例1能在更高的溫度下保持穩(wěn)定，最高可耐受60℃的環(huán)境，適用于高溫工況，實施例1具有更高的環(huán)境適應(yīng)性評分，說明其更適合于各種環(huán)境條件下的應(yīng)用。
[0131]綜上所述，實施例1是最佳的選擇，這些優(yōu)勢使得實施例1的浮選藥劑更適合于商業(yè)規(guī)模生產(chǎn)和廣泛應(yīng)用，具有更好的市場潛力和實際應(yīng)用價值。
[0132]本發(fā)明旨在涵蓋落入所附權(quán)利要求的寬泛范圍之內(nèi)的所有這樣的替換、修改和變型。因此，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何省略、修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
說明書附圖(1)
聲明：
“稀貴金屬浮選藥劑的生物合成方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究，如用于商業(yè)用途，請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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編輯：中冶有色技術(shù)網(wǎng)
來源：商洛學(xué)院
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2025年03月28日 ~ 30日 
