一種汙水噬菌體抑制劑的製備方法與應用與流程

2023-08-03 16:48:01 3

本發明屬於水處理領域，尤其涉及一種汙水噬菌體抑制劑的製備方法與應用。

背景技術：

當前汙水處理中常用的消毒方法諸多，如投加含氯消毒劑、紫外線輻照以及膜截留等，其費用相對較高，因此不適宜於大面積水體消毒。其中含氯消毒劑被用於飲用水消毒，但由於汙水中有機物含量高，如使用含氯消毒劑易產生消毒副產物，危害生態健康。若採用紫外線輻照的方法，則由於在水中衰減很快，消毒範圍較小，如果用於汙水消毒，則需要安裝大量紫外燈，耗費大量能源。而膜截留法由於濾膜易堵塞，運行需要較高壓力，能耗也較高。

大量研究表明，某些植物能產生抑制周圍其他有害微生物的生長物質。其中有水蓼、蘆葦、香蒲、菖蒲、蘆竹等水生植物，但目前在水環境領域利用水生植物提取液來抑制噬菌體的研究尚未發現。因此將其中抑制噬菌體的物質分離出來，以作為汙水噬菌體抑制劑是非常必要的。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種汙水噬菌體抑制劑的製備方法與應用，以彌補現有技術的不足。

水蓼是一年生草本，高20～80釐米，直立或下部伏地，主要生長在水中或岸邊。水蓼在我國分布廣泛，是南北方均有分布的常見物種。本發明通過大量實驗研究，從水蓼、蘆葦、香蒲、菖蒲、蘆竹、狐尾藻、輪藻、苦草等水生植物中篩選出對噬菌體有較好抑制作用的水蓼，並且將水蓼中抑制噬菌體的物質分離出來，製成汙水噬菌體抑制劑以高效的和有針對性的應用於較大面積水體消毒。

本發明的方法包括以下步驟：

1）將水蓼植株粉碎後用無水乙醇浸提1-8小時，過濾得到提取液；

2）對上述提取液進行濃縮得到膏狀物，再用蒸餾水溶解膏狀物，取上清液；

3）將上述上清液用石油醚萃取，取水相物；

4）將所述水相物再用氯仿萃取，取水相物；

5）上述水相物繼續用乙酸乙酯萃取，取水相物；

6）將步驟5）所述水相物用飽和正丁醇萃取，取正丁醇相，所得正丁醇相即為能夠抑制噬菌體生長的噬菌體抑制劑。

在步驟1）中每公斤水蓼材料用2-5升無水乙醇浸提。

在步驟3）中所述的上清液採用1:1-1:5的石油醚進行萃取。

在步驟4）中氯仿：水相的體積比為1:1-1:20。

在步驟5）中乙酸乙酯：水相的體積比為1:1-1:5。

在步驟6）中所述飽和正丁醇：水相的體積比為1:1-1:5。

本發明應用於大面積水體中的噬菌體消毒。包括ms2、t4和f2噬菌體等。

使用本發明的抑制劑施入含噬菌體的水中時的濃度為1-2毫克/升，尤其對噬菌體抑制率最佳。

顯然，本發明的特點是取材方便成本低，合理有效能耗少，無二次汙染，尤其適宜應用於大面積水體消毒，通常可達96%以上。

具體實施方式

本發明可以就地選出相應對噬菌體有較好抑制作用的蘆葦、香蒲、菖蒲、蘆竹、狐尾藻、輪藻、苦草等水生植物作為材料，本發明專門從中篩選出水蓼，並將其進行有效的物化處理，即從水蓼中提取分離噬菌體抑制劑的方法如下：

1）水蓼粉碎後用無水乙醇浸提1-8小時，過濾得提取液，通常每公斤水蓼用2—5升無水乙醇；

2）提取液採用減壓蒸發、乾燥等方法進行濃縮，得到膏狀物。膏狀物用蒸餾水溶解，用離心機在5000轉/分鐘條件下離心10分鐘，得上清液和沉澱兩部分，取上清液；

3）上清液用石油醚進行萃取，取水相；

4）將上述水相用氯仿萃取，取水相；

5）上述所得水相使用乙酸乙酯萃取，分層後取水相；

6）將上述所得水相使用飽和正丁醇萃取，得到的飽和正丁醇相即為抑制噬菌體生長的噬菌體抑制劑。

下面通過實施例進一步來說明本發明的具體實施方式。

實施例1

經粉碎後的500克水蓼用1升無水乙醇提取，再將提取液用蒸餾水溶解，然後將上清液分別依次用1:1的石油醚、1:1的氯仿、1:1的乙酸乙酯和飽和1:1的正丁醇萃取，得到的飽和正丁醇相溶液即為噬菌體抑制劑。

將上述製得的噬菌體抑制劑加入含噬菌體的水中，當濃度為1毫升/升時，對t4噬菌體的抑制率為97%。

實施例2

將粉碎後的1公斤水蓼用5升無水乙醇提取，在將其提取液濃縮後用蒸餾水溶解，之後的上清液分別依次用1:5的石油醚、1:5的氯仿、1:3的乙酸乙酯和飽和1:2的正丁醇萃取，得到的飽和正丁醇相溶液即為噬菌體抑制劑。利用該噬菌體抑制劑抑制水中噬菌體的生長，當濃度為2毫升/升時，對t4噬菌體的抑制率為100%。

實施例3

將粉碎後的1公斤水蓼用2升無水乙醇提取，在將其提取液濃縮後用蒸餾水溶解，之後的上清液分別依次用1:1的石油醚、1:20的氯仿、1:1的乙酸乙酯和飽和1:1的正丁醇萃取，得到的飽和正丁醇相溶液即為噬菌體抑制劑。利用該噬菌體抑制劑，當濃度為2毫升/升時，抑制水中噬菌體的生長，對f2噬菌體的抑制率可達100%。

實施例4

將粉碎後的1公斤水蓼用5升無水乙醇提取，在將其提取液濃縮後用蒸餾水溶解，上清液分別依次用1:5的石油醚、1:5的氯仿、1:3的乙酸乙酯和飽和1:2的正丁醇萃取，得到的飽和正丁醇相溶液即為噬菌體抑制劑。利用該噬菌體抑制劑抑制水中噬菌體的生長，當濃度為2毫升/升時，對f2噬菌體的抑制率為96%。

實施例5

將粉碎後的1公斤水蓼用2升無水乙醇提取，在將其提取液濃縮後用蒸餾水溶解，上清液分別依次用1:1的石油醚、1:5的氯仿、1:1的乙酸乙酯和飽和1:2的正丁醇萃取，得到的飽和正丁醇相溶液即為噬菌體抑制劑。利用該噬菌體抑制劑抑制水中噬菌體的生長，當濃度為2毫升/升時，對ms2噬菌體的抑制率為96%。

顯然，本發明對t4噬菌體、f2噬菌體以及ms2有相當高的抑制率，即對噬菌體（病毒替代物）抑制率為佳。