固定化细胞技术的载体
细胞固定化技术的载体
载体的一般要求
微生物的附着固定和生长代谢都很大程度上受到载体材料的影响，微生物量的多少也与材料的结构有关。因此固定化载体的制备是微生物固定化技术关键影响因素。
耐用型固定化微生物细胞小球的制作对固定化载体有较多的技术和质量要求，通常理想的固定化载体材料具有以下特征：（1）固定化操作方便，成型快；（2）载体材料对微生物无毒害作用，反应温和；（3）载体细胞活性强，单位容积内固定化微生物密度大；（4）固定化小球强度和化学稳定性好；（5）传质性能好，对反应物和生成物的扩散阻力小；（6）耐微生物分解，使用时间长和重复使用次数多；（7）载体原材料广泛而且成本低廉。
载体材料的影响因素
一般情况下，固定化的速率受载体材料表面粗糙度和电荷的影响，载体材料的表面粗糙度越大，微生物的附着越稳定；同时载体材料表面的空隙能较好地保护微生物受水力负荷的损害。研究表明微生物表面一般带负电荷，使用表面带正电荷的材料作为固定化载体能中和微生物表面的负电荷，可加速固定化速度，在液相中易于微生物向载体表面的传输。
载体材料的分类
固定化载体材料的种类有很多，应用较为普遍的有：天然载体材料、合成高分子载体材料、人造无机载体材料、复合载体材料等。
（1）天然载体材料
天然载体材料包括天然无机载体材料和天然有机载体材料两大类。其中，利用沙粒、沸石、硅藻土等制作为天然无机载体材料，此类载体在水中不易流化，因而表面积较小，吸附的微生物量少，因而一般作为辅助材料。天然有机载体材料主要利用琼脂、海藻酸盐等天然多糖类材料，这些材料均具有良好的生物相容性、反应温和性、无毒性，多在研究和应用中被选用，本实验所用的正是海藻酸盐。但天然有机载体的缺陷是其制作固定化小球其强度稳定性较低，传质能力差，且易被微生物分解，故使用寿命较短，因此需及时更新制备，以补充降解所耗。
（2）合成高分子有机载体材料
在实验和研究中常采用的是聚乙烯醇（PVA）、聚乙二醇（PEG）、聚氨酯（PU）等作为原材料。此类载体材料对微生物无毒害作用，反应温和，可提高微生物的存活率，相比于天然的载体材料，此类载体材料更不易被微生物降解，使用寿命更长，因此人们选用合成的高分子载体较多。
（3）人工制造的无机载体材料
此类载体材料利用的是人为制造的微孔结构将微生物进行固定，由此提高了载体中的微生物弄高度，从而达到更好的水处理效果。
常见的人造无机载体有活性炭、多孔陶瓷、微孔玻璃、泡沫金属等。这些材料对于微生物的毒性较低，机械稳定性较高，因此提高了微生物对于废水的耐受性，同时由于他们不会被微生物所降解，因此使用寿命一般比较长。
（4）复合载体材料
由于有机载体材料和无机载体材料各有有缺点，而两类材料在许多性能方面互补，因此，利用组成和结构可调控的有机聚合物对传统无机载体材料进行改性修饰，制备兼具二者优良特性的负荷载体用于微生物固定化研究，受到了众多学者的青睐。
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