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PET是重要的通用高分子材料,但是由于其表面具有很高的疏水性,限制了其在信息功能材料、生物医学材料等领域作为高性能材料的应用。生物技术是当今科技进步的重要推动力量,以生物催化为主要内容的新一代工业生物技术对物质的制造与加工有重要意义。通过生物加工方法实现功能化,是提升PET材料性能,拓展应用空间的重要途径。获得能够作用于PET的高效菌株,是此项研究的关键环节。 进化工程是一种新兴的菌种选育技术,尤其适用于选育性状复杂的工业菌株。本文采用进化工程的方法进行了PET高效分解菌的选育,研究了微生物培养条件下PET的生物催化分解过程,并从液固界面多相反应的角度,探讨了底物粒径、表面活性剂和对PET具有增塑作用的载体对PET的生物催化分解的影响。 以实验室已有的PET分解菌为出发菌株,用进化工程的方法进行高效PET降解菌的选育。选育过程中对菌株进行多次紫外照射诱变,以PET颗粒作为碳源,通过连续转接的方式进行长时间的进化培养,选育出了能够以PET颗粒为唯一碳源的高效菌株,并检测出进化菌与出发菌在蛋白质结构上也是有区别的。 研究了以PET为唯一碳源以及粗酶液的分解产物和降解产物,检测出了PET降解过程中分解出的小分子物质,并以一种小分子物质TA为研究对象,分析了微生物降解PET的分解过程,发现微生物作用于PET的分解产物是不断变化的。底物PET颗粒经菌液处理后,减小了PET颗粒的粒径,增加了PET颗粒的结晶度和玻璃化转变温度。 从固相界面酶催化反应的角度进行了研究,主要研究了PET颗粒大小、表面活性剂、载体对酶催化的作用。研究结果发现PET颗粒的粒度分布越小,菌液与PET颗粒接触的表面积越大,微生物的降解越容易发生;选取适当的表面活性剂和载体均能促进微生物对PET颗粒的降解。