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羧甲基纤维素钠限制浮游藻类运动的实验研究

  摘要:传统压载水镜检中常使用一些化学试剂来固定压载水水样中的浮游藻类,针对传统所使用的海藻酸钠及聚乙烯醇溶液限制浮游藻类的缺点,采用羧甲基纤维素钠溶液来限制浮游藻类的运动。实验结果表明,羧甲基纤维素钠溶液的限制效果最佳,且在浓度为1%时限制效果最佳。与海藻酸钠溶液和聚乙烯醇溶液相比,羧甲基纤维素钠溶液具有色度好,黏度适中等许多优点。��
  关键词:压载水检测;羧甲基纤维素钠;黏度;异弯藻运动��
  中图分类号:X736.3文献标志码:A文章编号:1671��7953(2009)03��0019��03
  
  船舶压载水由于混有外来生物而造成当地的生态失去平衡,已成为日益严重的生态问题,并引起了许多国家的关注。许多国家的研究表明,许多水生物、植物以及细菌能在船舶压载水和沉渣中生存,有的经过60天的旅行仍然能够成活。对于压载水检测,基于目前的实验条件,传统水质检测微生物大多使用常规显微镜检测,但是压载水中许多微生物具有较强的运动能力,如不采取措施限制微生物的运动,常规显微镜无法达到检测的目的,故需要对待检测的微生物进行固定。固定材料选择的一般原则是:固定微生物的操作过程简单;固定材料的水溶液应无色透明;粘度适中;化学稳定性较好;固定微生物后对其无毒;廉价易得。传统的化学药剂固定待检微生物的方法主要是采用海藻酸钠和聚乙烯醇溶液限制微生物的运动,但是海藻酸钠溶液颜色过深,不利于观察和镜检计数,而聚乙烯醇溶液在高浓度时容易产生气泡,浓度变小,黏度又较小,影响计数。故本文尝试选用羧甲基纤维素钠溶液来限制浮游藻类的运动,以便于观察和提高提高计数的准确性。
  1、海藻酸钠,聚乙烯醇及羧甲基纤�の�素钠溶液理化性质实验
  
  1.1实验仪器和试剂
  �ケ臼笛樗�用的药剂海藻酸钠,羧甲基纤维素钠,聚乙烯醇PVA124均为国药集团化学试剂有限公司生产。配置好的羧甲基纤维素钠溶液,海藻酸钠溶液,聚乙烯醇溶液,平式毛细管黏度计,烧杯,秒表,恒温水浴锅。
  
  1.2色度,黏度实验
  �シ直鹋渲坪T逅崮迫芤海�聚乙烯醇溶液,羧甲基纤维素钠溶液,并测定3种溶液的黏度,进行对比。
  
  1.3活性实验
  �シ直鹗褂门渲煤玫聂燃谆�纤维素钠溶液,海藻酸钠溶液,聚乙烯醇溶液与异弯藻溶液混合,观察异弯藻活性变化。
  
  1.4实验结果分析
  ��1.4.1色度对比
  �ヅ渲煤T逅崮迫芤旱墓�程中,产生大量的气泡,且海藻酸钠溶液颜色较深,对于镜检过程会产生较大的影响。配置的海藻酸钠溶液在常温下不会凝固,取用方便。聚乙烯醇溶液在配置过程中溶解缓慢,且溶解度较小,在室温下会产生一些结晶物附着在烧杯瓶壁上,聚乙烯醇溶液无色透明。羧甲基纤维素钠溶液无色透明,溶解度好。
  ��1.4.2黏度对比
  �ゾ咛宓聂燃谆�纤维素钠溶液,海藻酸钠溶液,聚乙烯醇溶液3种溶液的黏度值见表1。溶液及混合液的黏度的测定用平式毛细管黏度计测定。数据表明,羧甲基纤维素钠溶液具有较好的粘度值,相同浓度下的羧甲基纤维素钠溶液比海藻酸钠溶液和聚乙烯醇溶液的黏度值都高。
  
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  ��1.4.3黏温性研究
  �ズT逅崮迫芤汉途垡蚁┐既芤核孀盼露鹊纳�高,黏度基本呈线性降低。在本实验中,实验温度不可能太高,否则在与藻液混合时,可能会将其中的藻类灭活,影响检测结果。故在本次实验中,选择温度不超过45℃。尽量在接近室温的各种温度状态下测定羧甲基纤维素钠溶液的黏度随温度的变化情况,结果如表2所示。��
  由表2可以看出,浓度一定的羧甲基纤维素钠溶液的黏度随温度的升高而降低,当温度在35~40℃时,其黏度受温度变化的影响很大,溶液黏度随温度的降低而增大得十分迅速。
  
  2、海藻酸钠,聚乙烯醇及海藻酸钠�ざ砸焱湓寤钚允笛�
  
  将海藻酸钠溶液,聚乙烯醇溶液及羧甲基纤维素钠溶液分别加入到异弯藻溶液中,均能抑制微生物的运动能力。但另一方面,须避免加入的试剂杀死微生物,避免影响到对微生物个体的测定。海藻酸钠溶液,聚乙烯醇溶液及羧甲基纤维素钠溶液与异弯藻溶液混合后1h后,在显微镜下观察到异弯藻仍具有运动的能力。因此在本次实验中可以认为3种溶液对异弯藻的活性基本无影响。
  
  3、羧甲基纤维素钠溶液限制异弯藻�ぴ硕�实验
  
  3.1实验设备及仪器
  �ケ臼笛樗�用的异弯藻购自中国科学院海洋研究所,这种藻具有鞭毛,运动能力较强,是比较典型的赤潮藻。藻的培养条件:温度20℃;光照度20001X;光照时间12h;培养基为不加硅酸盐的f/2培养液。所用的药剂海藻酸钠,羧甲基纤维素钠,聚乙烯醇PVA124均为国药集团化学试剂有限公司生产。
  �ハ晕⒕担�计数框,烧杯,移液器,移液管,秒表,平氏毛细管黏度计,蒸馏水,配置好的羧甲基纤维素钠溶液,海藻酸钠溶液,聚乙烯醇溶液,恒温水浴锅。
  
  3.2实验内容
  �ジ�据开始的预备实验,选用黏度适中,色度较好的羧甲基纤维素钠溶液与异弯藻液均匀混合。将羧甲基纤维素钠溶液与异弯藻溶液在小烧杯内混合,其混合比例从1:1开始,向两端逐次变化, 3:4:1:1.5:1,2:1:3,根据实验实际情况,可以逐步缩小比例划分间隔。固定剂和异弯藻溶液混合均匀后,用移液器取1ML混合液加入计数框内,立即放在显微镜下观察藻的运动状态,静置10分钟后,再观察检验固定剂的固定效果,观察过程中调节显微镜细调螺旋并移动载物台,以观察不同深度、不同视野区域藻细胞的运动情况。
  
  3.3羧甲基纤维素钠溶液的浓度选择
  �ヴ燃谆�纤维素钠水溶性具有很好的粘滞性,在常温下不同浓度的羧甲基纤维素钠溶液的黏度变化见图1。��
  由图1可以看到,在温度一定的情况下,羧甲基纤维素钠溶液的黏度随浓度的增加而增大,基本呈直线增长的态势,即只需选择合适浓度的羧甲基纤维素钠溶液就可以满足实验的要求。 根据本实验的要求,选用1%浓度的羧甲基纤维素钠溶液。
  
  3.4羧甲基纤维素钠溶液与异弯藻溶液的配置比
  �ヴ燃谆�纤维素钠溶液对于异弯藻溶液的限制效果较为明显,但是在与异弯藻溶液混合时,存在一个最低混合比,在该混合比下,既能达到固定的目的,同时对藻的稀释倍数最低。同时为了便于评价固定效果,在本实验中,选取显微镜观察视野下的几个异弯藻为参照,比较异弯藻溶液与羧甲基纤维素钠溶液按比例混合后,静置5min后异弯藻的运动速度变化情况。具体数值参见表3。由表3可以看到,在混合比为1:1时,粘度值较好,且异弯藻的运动速度最小,对于在显微镜下的异弯藻计数基本无影响。��
  
  4、结论及展望
  
  �ケ臼笛橹っ鳎�羧甲基纤维素钠溶液可以作为限制异弯藻运动较好的固定剂,与海藻酸钠溶液和聚乙烯醇溶液相比,羧甲基纤维素钠溶液色度好,黏度合适,配置简单,操作方便。且在本实验中,浓度为1%的羧甲基纤维素钠溶液对异弯藻溶液的限制效果最好,和异弯藻溶液的比例为1:1时最佳,羧甲基纤维素钠具有优良的水溶性,已广泛应用于石油、地质、日化、轻工、食品、医药等工业中,应用前景十分宽广。但使用羧甲基纤维钠溶液容易产生油膜,影响视镜,控制好配置比及温度,可以消除油膜的出现。
  但同时在羧甲基纤维素钠应用时需要注意的问题,如:毒性、有害性等、时效等,仍需要进一步的实验研究。
  
  参考文献��
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  [3] 汪学荣,阚建全,邓尚贵.羧甲基纤维素钠在食品工业中应用及研究现状.粮食与油脂 [J]. 2006(3).��
  [4] 何培民.海藻生物技术及其应用[M].北京:科学出版社,2002.��
  [5] 牛生洋,郝峰鸽.羧甲基纤维素钠的应用进展[J]安徽农业科学,2006,34(15).

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