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PCR_DGGE研究厌氧复合床反应器中微生物种群多样性_许春红

第２４卷第５期

２００６年１０月

河南科学ＨＥＮＡＮＳＣＩＥＮＣＥ

Ｖｏｌ．２４Ｎｏ．５Ｏｃｔ．２００６收稿日期：２００６－０２－１３

基金项目：河南省杰出青年基金（０５１２００１５００）

作者简介：许春红（１９７７－），女，河南南阳人，郑州大学助教，硕士，主要从事环境生物技术及水污染控制方面的研究．

文章编号：１００４－３９１８（２００６）０５－０７５４－０３ＰＣＲ－ＤＧＧＥ研究厌氧复合床反应器中

微生物种群多样性

许春红１，２，买文宁１，

赵继红２，刘海英３（１．郑州大学环境水利学院，郑州４５０００２；２．河南工业大学化学化工学院，郑州４５００５２；

３．新乡白鹭化纤集团有限责任公司供水车间，河南新乡

４５３０１１）摘要：利用ＰＣＲ－ＤＧＧＥ技术对处理抗生素废水的厌氧复合床中的微生物种群多样性进行研究．结果显示，厌氧

复合床反应器中微生物种群丰富，距底部３ｍ以下种群最多且相似性较高，３ｍ以上的填料层部位微生物种

群明显减少，除产甲烷菌为主外，污泥床层与填料层中分别有不同的优势菌种与产甲烷菌协同作用．

关键词：ＰＣＲ－ＤＧＧＥ；厌氧复合床；微生物多样性

中图分类号：Ｘ１７２文献标识码：Ａ

厌氧复合床（ＵＢＦ）是厌氧过滤器（ＡＦ）和升流式厌氧污泥床（ＵＡＳＢ）优化组合的复合型厌氧生物反应器，具有容积负荷和处理效率高、耐冲击能力和运行稳定性强的特性，是处理抗生素废水先进高效的生物反应器［１］．在对这项新工艺的研究过程中，一般研究者只侧重于对反应器设计参数和进出水质指标的把握上，对废水处理效果起决定作用的微生物种群却很少有深入的研究．传统的基于可培养的微生物学研究方法对反应器中微生物多样性的研究上有很大的缺陷，目前主要应用分子生物学的手段来对反应器内的微生物生态进行研究．根据聚合酶链式反应－变性梯度凝胶电泳（ＰｏｌｙｍｅｒｓｅＣｈａｉｎＲｅａｃｔｉｏｎ－ＤｅｎａｔｕｒｅＧｒａｄｉｅｎｔＧｅｌＥｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ，ＰＣＲ－ＤＧＧＥ）技术的原理［２］及特点［３－５］，本研究利用ＰＣＲ－ＤＧＧＥ技术研究厌氧复合床反应器中微生物，应用ＰＣＲ技术将活性污泥混合微生物的１６ＳｒＤＮＡ的特异性片段Ｖ３区扩增，再用ＤＧＧＥ技术将相同长度不同种的ＤＮＡ片段分开．理论上在ＤＧＧＥ电泳图谱中每一个条带基本可以代表一种微生物，通过条带数目及丰度研究反应器中微生物种群多样性，

比较同时期反应器不同高度层微生物种群存在的差异，分析微生物种群与反应器结构的关系以及与处理效果的关系．

１

材料与方法１．１ＵＢＦ反应器华中医药集团抗生素废水处理工程废水处

理量为２５００ｍ３／ｄ，乙酰螺旋霉素废水经过格栅、沉淀隔油池、

调节池、水解酸化池等预处理单元进入厌氧复合床反应器．

ＵＢＦ采用钢结构，内部防腐，外部保温，共８座ＵＢＦ反应器，

每座反应器的直径为８ｍ，高为１２ｍ，底部设有布水器，上部设

有三相分离器和排水装置，在反应器的５￣７ｍ处设有２ｍ高的

弹性立体填料［６］．活性污泥主要集中在布水器上方约３ｍ，称

为污泥床层，在污泥床层与填料层之间为悬浮层．厌氧复合

床反应器的结构设计图如图１［６］，单体ＵＢＦ反应器的设计参数见表１［７］．

表１单体厌氧复合床反应器的设计参数

Ｔａｂｌｅ１ＤｅｓｉｇｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｉｎｄｉｖｉｄｕａｌＵＢＦｒｅａｃｔｏｒ

图１厌氧复合床反应器的结构图Ｆｉｇ．１ＴｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆＵＢＦｒｅａｃｔｏｒ有效容积（ｍ３）处理水量（ｍ３／ｄ）进水ＣＯＤ（ｍｇ／Ｌ）出水ＣＯＤ（ｍｇ／Ｌ）ＣＯＤ去除率（％）容积负荷（ｋｇＣＯＤ／（ｍ３／ｄ））停留时间（ｈ）

５００３１０８１００１２１５８５５．０３９

２００６年１０月

１．２材料本实验所取活性污泥分别取自ＵＢＦ距进水部位１ｍ、２．５ｍ、４ｍ、５．５ｍ、７ｍ处混合液中的活性污泥，并依次标号为１＃～５＃．

１．３实验方法

１．３．１ＤＮＡ提取方法

１．３．１．１活性污泥的预处理参照高平平等人的方法［８］，对污泥样品进行预处理，解絮凝，去除部分腐殖质．１．３．１．２细菌基因组ＤＮＡ的提取采用修改后的ＣＴＡＢ法从污泥样品中提取基因组ＤＮＡ．参考Ｏｇｒａｍ等人的方法［９］，运用ＳＤＳ裂解和ｂｅａｄ－ｂｅａｔｉｎｇ均质相结合的方法对样品进行裂解．

①ＳＤＳ裂解细胞将沉淀悬浮于１ｍｌ抽提液（１００ｍｍｏｌ／ｌＥＤＴＡ，１００ｍｍｏｌ／ｌＴｒｉｓ，２００ｍｍｏｌ／ｌＮａＣｌ，２％ＣＴＡＢ，１％ＰＶＰ，ｐＨ８．０）中，加入２颗灭菌玻璃珠（ｄ：２～３ｍｍ），充分漩涡５ｍｉｎ后，加入２ｍｌＳＤＳｂｕｆｆｅｒ（１０％，ｐＨ８．０），漩涡混匀后放置冰浴中２０ｍｉｎ．②消化蛋白加入１０#ｌ蛋白酶Ｋ（２０ｍｇ／ｍｌ），３７℃温育１ｈ．③基因组ＤＮＡ的抽提：将上述处理液以１００００ｒ／ｍｉｎ，４℃离心５ｍｉｎ后收集上清液，加入１∶１的重蒸酚抽提上清液，１２０００ｒ／ｍｉｎ，４℃离心５ｍｉｎ，取上清后加入１∶１的Ｔｒｉｓ饱和氯仿抽提，１００００ｒ／ｍｉｎ，４℃离心５ｍｉｎ，取上清后加入０．６倍体积的预冷的异丙醇放置在－２０℃冰箱中３０ｍｉｎ，或过夜沉淀ＤＮＡ．１２０００ｒ／ｍｉｎ，离心５ｍｉｎ，用双蒸水溶解沉淀即为所得的基因组ＤＮＡ粗提液．样品在－２０℃冰箱冻存．

１．３．１．３细菌基因组ＤＮＡ的纯化采用上海生工的柱式ＤＮＡ胶回收试剂盒（ＮＯ．ＳＫ１１３２），按操作说明进行纯化．即用或于－２０℃冰箱冻存．

ＤＮＡ纯度检测测定ＤＮＡ样品在２６０ｎｍ和２８０ｎｍ的吸光度（紫外－可见分光光度计，日本岛津），计算ＡＢＳ２６０／ＡＢＳ２８０的比值确定样品纯度．比值应该大于１．７５，否则重新纯化．

１．３．２基因组的１６ＳｒＤＮＡ扩增扩增反应参照Ｒ．ＭａａｒｉｔＮｉｅｍｉ等的方法［１０］．

１．３．３ＤＧＧＥ采用Ｂｉｏ－ｒａｄ公司生产的ＤＧＧＥ装置对ＰＣＲ产物进行分析．聚丙烯酰胺变性梯度胶浓度为１０％，变性梯度为３５％～５５％，温度６２℃，电压为１２０Ⅴ，１×ＴＡＥｂｕｆｆｅｒ中电泳６ｈ后，用ＳＹＢＲＧｒｅｅｎ１核酸染色液染色４５ｍｉｎ后立即在紫外照射仪上观察并照相．

２结果与讨论

２．１厌氧复合床处理高浓度抗生素废水的效果该ＵＢＦ反应器自

１９９９年至今一直运行稳定，根据１９９９－２０００年的运行数据图［１１］可见

ＣＯＤ的去除率可保持在９０．４％，且耐冲击能力很强，提高了抗生素废

水的处理效率和运行稳定性．由ＣＯＤ、ＳＳ与ＵＢＦ反应器高度的关系

图［１２］可知，在反应器内随着高度的增加，ＣＯＤ与ＳＳ的去除程度依次降

低．在２．５ｍ以下，微生物可去除约８５％的ＳＳ和约８０％的ＣＯＤ．在２．５ｍ到７ｍ之间，微生物去除污染物的幅度较小，仅占１０％左右．２．２ＰＣＲ与ＤＧＧＥ图谱的微生物种群分析通过对ＰＣＲ产物的电泳检验，由聚合酶链式反应所得的产物ＤＮＡ片断长度在２３０ｂｐ左右（见图２），其长度完全可以用ＤＧＧＥ电泳分析．根据图３的ＤＧＧＥ图谱可以看出，在整个反应器中均有大量的微生物种群存在，尤其在１＃、２＃、样品中微生物种群极其丰富，亮带很多且相同条带较多，表明优势的微生物很多且相似性很高，这正好与反应器中２．５ｍ以下污染物得到大量去除形成对应．而３＃样品属于污泥床层与悬浮污泥层的过渡带，其微生物种群介于两层之间．４＃、５＃样品取自填料层，其微生物物种群明显减少，优势种群的条带也有明显不同．从图上看，最上边第一条为最优势菌，第三条从１＃～５＃逐渐增强，第四条则逐渐减弱．其他条带多数有减弱趋势，这与运行数据之间的关系的分析相对应．本实验已经将所得ＤＧＧＥ条带中优势条带进行割胶回收，通过进一步的处理与扩增最后测序，深入研究厌氧复合床反应器中具体的微生物种类．

图２ＰＣＲ电泳图谱

（从左至右依次为１＃～５＃样品扩增产物）

Ｆｉｇ．２ＰＣＲｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｓ

（ｔｈｅｏｒｄｅｒｆｒｏｍｌｅｆｔｔｏｒｉｇｈｔｉｓ１＃～５＃）

图３ＤＧＧＥ电泳图谱

Ｆｉｇ．３ＤＧＧＥｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｓａｆｔｅｒｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ

ＰＣＲ－ＤＧＧＥ研究厌氧复合床反应器中微生物种群多样性７５５

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河南科学第２４卷第５期３结论

厌氧复合床反应器是一种实用高效的厌氧反应器，在该反应器中微生物种群丰富，且不同区域的微生物种群数量存在差异．由污泥床层、悬浮层至填料层微生物种群依次减少，主要优势菌群产甲烷菌保持不变，个别菌群优势增强，而大多数菌群的优势减弱．这也表明在厌氧复合床反应器中废水中的污染物主要被产甲烷菌降解，并在反应器的不同深度有不同的微生物种群与产甲烷菌协同作用．

参考文献：

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（１）：７４－７８．［２］付琳林，李海星，曹郁生．利用变性梯度凝胶电泳分析微生物的多样性［Ｊ］．生物技术通报，２００４，２：３８－４０．

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（３）：２１３－２１７．［４］马悦欣，ＣａｒｏｌａＨｏｌｍｓｔｒｍ，ＪｅｒｍｙＷｅｂｂ，ＳｔａｆｆａｎＫｊｅｌｌｅｂｅｒｇ．变性梯度凝胶电泳

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［５］殷峻，陈英旭，刘和，王远鹏．应用ＰＣＲ－ＤＧＧＥ技术研究处理含氨废气的生物滤塔中微生物多样性［Ｊ］．环境科学，２００４，２５

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［６］买文宁，孙中党．两相厌氧系统处理抗生素生产废水［Ｊ］．中国给水排水，２００３，１９

（７）：９５－９６．［７］买文宁．厌氧复合床处理抗生素废水的生产启动性研究［Ｊ］．环境科学研究，２００２，１５

（４）：４０－４２．［８］ＧａｏＰＰ，ＺｈａｏＬＰ．ＤＮＡＥｘｔｒａｃｔｉｏｎｆｒｏｍＡｃｔｉｖａｔｅｄＳｌｕｄｇｅｆｏｒＭｉｃｒｏｂｉａｌＥｃｏｌｏｇｉｃａｌＡｎａｌｙｓｉｓ［Ｊ］．ＡｃｔａＥｃｏｌｏｇｉｃａＳｉｎｉｃａ，２００２，２２

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［９］ＯｇｒａｍＡ，ＳａｙｌｅｒＧＳ，ｂａｒｋｅｙＴ，ｅｔａｌ．ＴｈｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎａｎｄｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｍｉｃｒｏｂｉａｌＤＮＡｆｒｏｍｓｅｄｉｍｅｎｔｓ［Ｊ］．Ｊ．Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ．，

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［１０］ＮｉｅｍｉＲＭ，ＨｅｉｓｋａｎｅｎＩ，ＷａｌｌｅｎｉｕｓＫ，ｅｔａｌ．ＥｘｔｒａｃｔｉｏｎａｎｄｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＤＮＡｉｎｒｈｉｚｏｓｐｈｅｒｅｓｏｉｌｓａｍｐｌｅｓｆｏｒＰＣＲ－ＤＧＧＥ

ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｂａｃｔｅｒｉａｌｃｏｎｓｏｒｔｉａ．［Ｊ］．ＭｉｃｒｏｂｉａｌＭｅｔｈ．，２００１，４５：１５６－１６５．

［１１］买文宁，杨明，曾令斌．抗生素废水处理工程的设计与运行［Ｊ］．给水排水，２００２，２８

（４）：４２－４７．［１２］买文宁，周荣敏．厌氧复合床处理抗生素废水［Ｊ］．环境污染治理技术与设备，２００２，３

（５）：２３－２７．ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＰＣＲ－ＤＧＧＥｔｏＡｎａｌｙｚｉｎｇＭｉｃｒｏｂｉａｌＤｉｖｅｒｓｉｔｙ

ｉｎＵｐｆｌｏｗＢｌａｎｋｅｔＦｉｌｔｅｒ

ＸＵＣｈｕｎ－ｈｏｎｇ１，２，ＭＡＩＷｅｎ－ｎｉｎｇ１，ＺＨＡＯＪｉ－ｈｏｎｇ２，ＬＩＵＨａｉ－ｙｉｎｇ３

（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｎｄＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ，ＺｈｅｎｇｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５０００２，Ｃｈｉｎａ；

２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＨｅｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００５２，Ｃｈｉｎａ；

３．ＸｉｎｘｉａｎｇＢａｉｌｕＣｈｅｍｉｃａｌＦｉｂｒｅＧｒｏｕｐＣｏ．Ｌｔｄ，Ｘｉｎｘｉａｎｇ４５３０１１，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｓａｎｅｗＤＮＡｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ｄｅｎａｔｕｒｉｎｇｇｒａｄｉｅｎｔｇｅｌｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ（ＤＧＧＥ）ｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏａｎａｌｙｓｅｔｈｅｍｉｃｒｏｂｉａｌｄｉｖｅｒｓｉｔｙｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｓａｍｐｌｅｓｓｕｃｈａｓｔｈｅａｃｔｉｖｉｔａｔｅｓｌｕｄｇｅｉｎｕｐｆｌｏｗｂｌａｎｋｅｔｆｉｌｔｅｒ．Ｔｈｉｓｒｅａｃｔｏｒｉｓｔｒｅａｔｉｎｇｗａｓｔｗａｔｅｒｆｒｏｍａｎｔｉｂｉｏｔｉｃｓｐｌａｎｔ．ＴｈｅｐｒｏｆｉｌｅｏｆＤＧＧＥｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｍｉｃｒｏｂｉａｌｄｉｖｅｒｓｉｔｙｉｎＵＢＦｗａｓｖｅｒｙｒｉｃｈ．ＴｈｅｒｅｗａｓｔｈｅｌａｒｇｅｎｕｍｂｅｒｏｆｍｉｃｒｏｂｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｔｙｕｎｄｅｒｔｈｒｅｅｍｅｔｅｒｓｉｎＵＢＦ，ａｎｄｔｈｅｍｉｃｒｏｂｉａｌｄｉｖｅｒｓｉｔｙｉｓｏｂｖｉｏｕｓｌｙｒｅｄｕｃｅｄ．Ｉｎｓｐｉｔｅｏｆｍｅｔｈａｎｅｂａｃｔｅｒｉａ，ｔｈｅｒｅｗｅｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｍｉａｒｏｂｉａｌｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓｉｎｔｈｅｓｌｕｄｇｅｂｅｄａｎｄｔｈｅｆｉｌｔｅｒｌａｙｅｒ，ｔｈｅｓｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓｃｏｏｐｅｒａｔｅｗｉｔｈｍｅｔｈａｎｅｂａｃｔｅｒｉａ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰｏｌｙｍｅｒｓｅＣｈａｉｎＲｅａｃｔｉｏｎ－ＤｅｎａｔｕｒｅＧｒａｄｉｅｎｔＧｅｌＥｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ；ＵｐｆｌｏｗＢｌａｎｇｋｅｔＦｉｌｔｅｒ；

ｍｉｃｒｏｂｉａｌｄｉｖｅｒｓｉｔｙ７５６－－

高通量测序：环境微生物群落多样性分析

(5)高通量测序：环境微生物群落多样性分析微生物群落多样性的基本概念环境中微生物的群落结构及多样性和微生物的功能及代谢机理是微生物生态学的研究热点。长期以来，由于受到技术限制，对微生物群落结构和多样性的认识还不全面，对微生物功能及代谢机理方面了解的也很少。但随着高通量测序、基因芯片等新技术的不断更新，微生物分子生态学的研究方法和研究途径也在不断变化。第二代高通量测序技术（尤其是Roche 454高通量测序技术）的成熟和普及，使我们能够对环境微生物进行深度测序，灵敏地探测出环境微生物群落结构随外界环境的改变而发生的极其微弱的变化，对于我们研究微生物与环境的关系、环境治理和微生物资源的利用以及人类医疗健康有着重要的理论和现实意义。在国内，微生物多样性的研究涉及农业、土壤、林业、海洋、矿井、人体医学等诸多领域。以在医疗领域的应用为例，通过比较正常和疾病状态下或疾病不同进程中人体微生物群落的结构和功能变化，可以对正常人群与某些疾病患者体内的微生物群体多样性进行比较分析，研究获得人体微生物群

落变化同疾病之间的关系；通过深度测序还可以快速地发现和检测常见病原及新发传染病病原微生物。研究方法进展环境微生物多样性的研究方法很多，从国内外目前采用的方法来看大致上包括以下四类：传统的微生物平板纯培养方法、微平板分析方法、磷脂脂肪酸法以及分子生物学方法等等。近几年，随着分子生物学的发展，尤其是高通量测序技术的研发及应用，为微生物分子生态学的研究策略注入了新的力量。目前用于研究微生物多样性的分子生物学技术主要包括:DGGE/TGGE/TTGE 、 T-RFLP 、SSCP、FISH 、印记杂交、定量 PCR、基因芯片等。 DGGE 等分子指纹图谱技术，在其实验结果中往往只含有数十条条带，只能反映出样品中少数优势菌的信息；另一方面，由于分辨率的误差，部分电泳条带中可能包含不只一种 16S rDNA 序列，因此要获悉电泳图谱中具体的菌种信息，还需对每一条带构建克隆文库，并筛选克隆进行测序，此实验操作相对繁琐；此外，采用这种方法无法对样品中的微生物做到绝对定量。生物芯片是通过固定在芯片上的探针来获得微

微生物多样性研究—β多样性分析概述

微生物多样研究中的—β多样性分析概述

一、β-多样性分析介绍 1. β（Beta）Diversity：是对不同样品/不同组间样品的微生物群落构成进行比较分析。 ?β多样性分析前的数据“来源”： 1）OTUs的丰度信息表； 2）OTUs之间的系统发生关系，计算Unweighted Unifrac及Weighted Unifrac距离。 ?通过多变量统计学方法主成分分析(PCA，Principal Component Analysis)，主坐标分析(PCoA，Principal Co-ordinates Analysis)，非加权组平均聚类分析(UPGMA，Unweighted Pair-group Method with Arithmetic Means)等分析方法，从中发现不同样品（组）间的差异。

2. PCA & PCoA分析 ?主成分分析（PCA）是多变量统计学中最为人熟知的分析方法，它通过线性变换，将原始的高维数据投影至少量新合成的变量（即主成分），从而简化数据结构，展现样品的自然分布。 ?主成分分析不考虑原始变量之间可能存在的相互关系，并且是基于欧式距离评价样品之间的相似度。 ?多维尺度分析与主成分分析类似，但是它可以采用任何距离评价样品之间的相似度。主坐标分析（Principal coordinates analysis，PCoA）是经典的多维尺度分析方法。

3.UniFrac距离 ?由于微生物极其多样，不同微生物彼此之间的系统发育关系往往千差万别，仅仅将群落中不同微生物成员视为相互独立的变量显然并不合理。 ?因此，在比较不同群落样品之间的差异时，需要考虑两个群落成员之间的系统发育关系是否相似。 ?基于这个思想，计算微生物群落样品间距离的UniFrac距离应运而生，通过比较两个群落各自独有的微生物成员之间系统发育关系的远近，更为客观地反映两个群落样品之间的相似程度。

第六章固定床反应器

第六章固定床反应器 1.凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作_______。（固定床反应器） 2.固定床中催化剂不易磨损是一大优点，但更主要的是床层内流体的流动接近于_______，因此与返混式的反应器相比，可用较少量的催化剂和较小的反应器容积来获得较大的生产能力。（平推流） 3.固定床中催化剂不易磨损是一大优点，但更主要的是床层内流体的流动接近于平推流，因此与返混式的反应器相比，可用_______的催化剂和_______的反应器容积来获得较大的生产能力。（较少量、较小） 4.目前描述固定床反应器的数学模型可分为_______和_______的两大类。（拟均相、非均相） 5.描述固定床反应器的拟均相模型忽略了粒子与流体之间_______与_______的差别。（温度、浓度） 6.描述固定床反应器的数学模型，忽略了粒子与流体之间温度与浓度的差别的模型称之为_______。（拟均相模型） 7.描述固定床反应器的数学模型，考虑了粒子与流体之间温度与浓度的差别的模型称之为_______。（非均相模型） 8.描述固定床反应器的拟均相模型，根据流动模式与温差的情况它又可分为平推流与有轴向返混的_______模型，和同时考虑径向混合和径向温差的_______模型。（一维、二维） 9.固定床中颗粒的体积相当直径定义为具有相同体积P V 的球粒子直径，表达式 V d =_______。（3/1)/6(πP V ） 10.固定床中颗粒的面积相当直径是以外表面P a 相同的球形粒子的直径，表达式a d =_______。（ π/P a ） 11.固定床中颗粒的比表面相当直径是以相同的比表面V S 的球形粒子直径来表示，表达式 S d =_______。（V S /6） 12.对于非球形粒子，其外表面积P a 必大于同体积球形粒子的外表面积 S a ，故可定义颗粒的形状系数=S ?_______。（P S a a /） 13.颗粒的形状系数S ?对于球体而言，=S ?_______，对于其他形状的颗粒S ?_______。（=1、均小于1） 14.固定床的_______定义为水力半径H R 的四倍，而水力半径可由床层空隙率及单位床层体积中颗粒的润湿表面积来求得。（当量直径e d ） 15.固定床中的传热实质上包括了_______、_______以及_______几个方面。（粒内传热、颗粒与流体间的传热、床层与器壁的传热） 16.绝热床反应器由于没有径向床壁传热，一般可以当作平推流处理，只考虑流体流动方向上有温度和浓度的变化，因此一般可用_______模型来计算。（拟均相一维） 17.对于可逆的放热反应，存在着使反应速率最大的最优温度opt T 和平衡温度eq T ，二者的关系为______________。（1212ln E E E E R T T T T opt eq opt eq -= ?-） 18.对于固定床反应器，当某一参数变化到一定程度时就可能使床层温度迅速升高，这种现象俗称_______，它是固定床反应器设计和操作中所应注意的问题。（飞温） 19.不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是_______。（A ） A. 粒子与流体间有温度差 B. 粒子与流体间无温度差 C. 床层径向有温度梯度 D. 床层轴向有温度梯度 20.不属于气固相催化反应固定床反应器拟均相二维模型的特点是_______。（A ）

微生物之微生物多样性分析-DGGE

变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）普通的聚丙烯酰胺凝胶电泳只能通过片段大小不同在同一浓度的胶上电泳迁移率不同而分离不同的DNA片段，对于片段大小接近或相同的DNA片段无法做到有效地分离；DGGE(denaturing gradient gel electrophoresis) 即变性梯度凝胶电泳，是利用DNA在不同浓度的变性剂中解链行为的不同而导致电泳迁移率发生变化，从而将片段大小相同而碱基组成不同的DNA片段分开。 DGGE作为一种成熟的分子生物学技术被广泛应用于环境科学（土壤、海洋、河流、冰川、淤泥等）、医学（各种疾病治疗前后，病变部位微生物的差异）、人体（鼻咽、口腔、黏膜、肠道）等领域进行微生物多样性分析。实验流程图：实验结果实验结果包括以下内容 1 引物设计以下是DGGE中常用的引物，我们将根据客户的不同需求，进行针对性的引物设计。引物序列（5’-3’）

细菌 16S V3 区扩增引物 357-F-GC CGCCCGCCGCGCGCGGCGGGCGGGGCGGGG GCACGGGGGGCCTACGGGAGGCAGCAG 518r ATTACCGCGGCTGCTGG 引物序列（5’-3’）真核 18S V1-3区扩增引物 Euk1A CTGGTTGATCCTGCCAG EukA516r-GC CGCCCGGGGCGCGCCCCGGGCGGGGCGGGGGCA CGGGGGGACCAGACTTGCCCTCC 2 基因组DNA 抽提电泳检测图针对客户的样本来源不同，我们针对性优化不同的基因组抽提方法，已达到提取效果最佳。说明：1-8为样本所抽提基因组DNA，上样量3uL；M 为1kb Marker 上数第一条带为8 kb，中间的亮带为3kb，浓度为30ng/uL，其余为10 ng/uL。 3 目的片段PCR 检测说明：1-8为样本，负为负对照（说明我们的实验没有污染，这对分子实验是至关重要的），上样量为5uL；M 为DL2000 Marker，上样量3uL。其中亮带为20ng/uL，其余为10 ng/uL。 Reconditioning PCR：第一轮PCR 产物将会作为新的模板再进行少数循环的第二轮PCR 扩增，这叫做“Reconditioning PCR”。由于在“ Reconditioning PCR”的过程中引物和模板之

《反应工程》第六章固定床反应器

第六章固定床反应器 1.凡是流体通过不动的固体物料所形成的床层而进行反应的装置都称作_______。（固定床反应器） 2.固定床中催化剂不易磨损是一大优点，但更主要的是床层内流体的流动接近于_______，因此与返混式的反应器相比，可用较少量的催化剂和较小的反应器容积来获得较大的生产能力。（平推流） 3.固定床中催化剂不易磨损是一大优点，但更主要的是床层内流体的流动接近于平推流，因此与返混式的反应器相比，可用_______的催化剂和_______的反应器容积来获得较大的生产能力。（较少量、较小） 4.目前描述固定床反应器的数学模型可分为_______和_______的两大类。（拟均相、非均相） 5.描述固定床反应器的拟均相模型忽略了粒子与流体之间_______与_______的差别。（温度、浓度） 6.描述固定床反应器的数学模型，忽略了粒子与流体之间温度与浓度的差别的模型称之为_______。（拟均相模型） 7.描述固定床反应器的数学模型，考虑了粒子与流体之间温度与浓度的差别的模型称之为_______。（非均相模型） 8.描述固定床反应器的拟均相模型，根据流动模式与温差的情况它又可分为平推流与有轴向返混的_______模型，和同时考虑径向混合和径向温差的_______模型。（一维、二维） 9.固定床中颗粒的体积相当直径定义为具有相同体积P V 的球粒子直径，表达式V d =_______。（3/1)/6(πP V ） 10.固定床中颗粒的面积相当直径是以外表面P a 相同的球形粒子的直径，表达式 a d =_______。（ π/P a ）11.固定床中颗粒的比表面相当直径是以相同的比表面V S 的球形粒子直径来表示，表达式S d =_______。（V S /6） 12.对于非球形粒子，其外表面积P a 必大于同体积球形粒子的外表面积 S a ，故可定义颗粒的形状系数=S ?_______。（P S a a /） 13.颗粒的形状系数 S ?对于球体而言，=S ?_______，对于其他形状的颗粒S ?_______。（=1、均小于1）14.固定床的_______定义为水力半径H R 的四倍，而水力半径可由床层空隙率及单位床层体积中颗粒的润湿表面积来求得。（当量直径e d ） 15.固定床中的传热实质上包括了_______、_______以及_______几个方面。（粒内传热、颗粒与流体间的传热、床层与器壁的传热）

微生物多样性研究进展

姓名：崔靖璞学号：2010212802 专业：生物科学微生物多样性研究进展摘要：微生物资源丰富,开发潜力巨大,是生命科学发展的主要动力之一.本文介绍了几种常用的研究微生物多样性的分子生物学技术,主要包括:16SrDNA测序、DGGE/TGGE/TTGE、T-RFLP、SSCP、FISH、印记杂交、定量PCR、基因芯片等,并对微生物多样性研究技术的未来发展进行了展望，同时本文也介绍几种微生物多样性的研究实验方法。关键词:微生物多样性聚合酶链式反应基因芯片平板纯培养微生物是地球上生物多样性最为丰富的资源,微生物资源的开发,是21世纪生命科学发展的主要动力之一.由于微生物的微观性,微生物多样性与其他高等生物相比有许多独特之处,包括:生存环境多样;生长、繁殖速度多样;营养、代谢类型多样;生活方式多样.微生物多样性的揭示与研究技术的发展和创新是密不可分的,研究技术的进步是微生物多样性研究向前发展的重要推动力量.近年来,随着微电子、计算机、分子生物学、物理、化学等技术的发展,微生物多样性研究技术也在吸收其他学科先进技术的基础上不断向前发展.各种研究方法的发展使得这种状况有了很大改观.现代分子生物学技术在微生物多样性研究上的应用克服了微生物培养技术的限制,能对样品进行较客观的分析,较精确地揭示了微生物种类和遗传的多样性.目前用于研究微生物多样性的分子生物学技术主要包括:16SrDNA 测序、DGGE/TGGE/TTGE、T-RFLP、SSCP、FISH、印记杂交、定量PCR、基因芯片等。 1核酸探针杂交技术核酸分子杂交技术是20世纪70年代发展起来的一种分子生物学技术.该技术快速、灵敏、具有高度特异性,近年来被广泛应用于微生物多样性的研究中.用于微生物多样性研究的探针主要有三类:双链DNA、单链DNA和RNA以及寡核苷酸探针,杂交方式主要有荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization,FISH)、全细胞杂交(whole-cell hybridization)、数量印迹杂交(quantitative dot blot)及生物芯片(biochip).对于环境微生物样品解析而言,最有意义的核酸杂交技术是原位杂交技术,在原位杂交技术中,应用最广泛的是荧光原位杂交技术。

土壤微生物群落多样性研究方法及进展_1

第27卷增刊V ol 127,Sup 1广西农业生物科学Journal o f Guangx i A g ric 1and Biol 1Science 2008年6月June,2008 收稿日期:20080122。基金项目:广西大学博士启动基金项目(X05119)。作者简介:姚晓华(广西大学副教授,博士;E -mail:x hy ao@g xu 1edu 1cn 。文章编号:10083464(2008)增008405 土壤微生物群落多样性研究方法及进展姚晓华 (广西大学农学院,广西南宁530005) 摘要:微生物多样性是指群落中的微生物种群类型和数量、种的丰度和均度以及种的分布情况。研究土壤微生物群落多样性的方法包括传统的以生化技术为基础的方法(直接平板计数、单碳源利用模式等) 和以现代分子生物技术为基础的方法(从土壤中提取DN A ,进行G+C%含量的分析,或杂交分析,或进行PCR,产物再进行D GGE/T GG E 等分析)。现代生物技术与传统微生物研究方法的结合使用,为更全面地理解土壤微生物群落的多样性和生态功能提供了良好的前景。关键词:微生物多样性;生化技术;分子生物学技术;DN A 中图分类号:.Q 938115 文献标识码:A Advancement of methods in studying soil microbial diversity YAO Xiao -hua (Co llege of Ag ricultur e,G uangx i U niv ersit y,N anning 530005,China) Abstract:Species div ersity consist o f species richness,the total number of species,species ev enness,and the distribution of species 1Methods to measure microbial diversity in so il can be categ orized into tw o g roups:biochemica-l based techniques and m olecular -based techniques 1The fo rmer techniques include plate counts,sole carbon so urce utilizatio n patterns,fatty acid methy l ester analysis,and et al 1The latter techniques include G +C%,DNA reassociation,DNA -DNA hy br idization,DGGE/TGGC,and et al 1Ov er all,the best w ay to study soil microbial diversity w o uld be to use a variety of tests w ith differ ent endpoints and degr ees o f r esolutio n to o btain the bro adest picture possible and the most inform ation r eg ar ding the microbial co mmunity 1 Key words:microbial diversity;biochem ica-l based techniques,mo lecular -based techniques,DNA 微生物多样性研究是微生物生态学最重要的研究内容之一。微生物在土壤中普遍存在,对环境条件的变化反应敏捷,它能较早地预测土壤养分及环境质量的变化过程,被认为是最有潜力的敏感性生物指标之一[1] 。但土壤微生物的种类庞大,使得有关微生物区系的分析工作十分耗时费力。因此,微生物群落结构的研究主要通过微生物生态学的方法来完成,即通过描述微生物群落的稳定性、微生物群落生态学机理以及自然或人为干扰对群落产生的影响,揭示土壤质量与微生物数量和活性之间的关系。利用分子生物学技术和研究策略,揭示自然界各种环境中(尤其是极端环境)微生物多样性的真实水平及其物种组成,是微生物生态学各项研究的基础和核心,是重新认识复杂的微生物世界的开端。

污染土壤微生物群落结构多样性及功能多样性测定方法

第26卷第10期 2006年10月生态学报ACT A EC O LOGIC A SI NIC A V ol.26,N o.10Oct.,2006 污染土壤微生物群落结构多样性及功能多样性测定方法陈承利,廖　敏3 ,曾路生 (污染环境修复与生态健康教育部重点实验室,浙江大学环境与资源学院,杭州　310029)基金项目:国家重点基础研究发展规划“973”资助项目(2002C B410804);国家自然科学基金资助项目(40201026) 收稿日期:2005206227;修订日期:2006205220 作者简介:陈承利(1982～),男,浙江平阳,硕士,主要从事土壤环境化学与环境生态毒理学研究.E 2mail :clchen1982@1631com 3通讯作者C orresponding author.E -mail :liaom in @https://www.wendangku.net/doc/d611451271.html, or liaom inzju1@1631com Found ation item :The project was supported by National K ey Basic Research Support F oundation of China (N o.2002C B410804)and National Natural Science F oundation of China (N o.40201026) R eceived d ate :2005206227;Accepted d ate :2006205220 Biography :CHE N Cheng 2Li ,M aster ,mainly engaged in s oil environmental chem istry and ecotoxicology.E 2mail :clchen1982@1631com 摘要:土壤微生物在促进土壤质量和植物健康方面发挥着重要的作用,土壤微生物群落结构和组成的多样性及其变化在一定程度上反映了土壤质量。为了更好地了解土壤健康状况,非常有必要发展有效的方法来研究污染土壤微生物的多样性、分布以及行为等。回顾了近年来国内外污染土壤微生物群落结构多样性及功能多样性的测定方法,包括生物化学技术和分子生物学技术,现将它们的原理、优缺点、实用性及其发展动态作一阐述,同时指出结合这两种技术可为微生物群落分析提供一个更全面的、精确的方法。关键词:污染土壤;微生物多样性;分子生物学;BI O LOG;P LFA ;PCR ;DNA 文章编号:100020933(2006)1023404209　中图分类号:Q143,Q938,S154　文献标识码:A Methods to measure the microbial community structure and functional diversity in polluted soils CHE N Cheng 2Li ,LI AO Min 3,ZE NG Lu 2Sheng (MOE K ey Laboratory ,Environmental Remediation and Ecosystem H ealth ,College o f Environmental and Resources Sciences ,Zhejiang Univer sity ,Hangzhou ,310029,China ).Acta Ecologica Sinica ,2006,26(10):3404～3412. Abstract :S oil m icroorganisms ,such as bacteria and fungi ,play im portant roles in prom oting soil quality and im proving plant health and nutrition ,thus in fluencing terrestrial ecosystems.Increasing anthropogenic activities ,such as spraw ling urbanization ,agricultural development ,pesticides utilization ,and pollutions from all sources ,can potentially affect soil m icrobial community com position and diversity ,leading to deterioration of soil quality and fertility.H owever ,it is yet to be determ ined how these changes in m icrobial diversity can in fluence surface and ground ecosystems.T o that end ,there is an acute need for reliable and accurate methods to study the community structure and tax onomy of soil m icroorganisms.W ithout the development of effective methods for studying the m icrobial diversity ,distribution ,and behavior in polluted soil ,a thorough understanding of m icrobial diversity ,as well as its im pact on soil health ,cannot be achieved. The determ ination of species diversity depends on several factors including the intensity of each species ,the total number of species present ,species evenness ,and the spatial distribution of species.M ethods to measure m icrobial community structure and functional diversity in polluted soils can be classified into tw o groups ,i.e.,biochem ical 2based techniques and m olecular biological 2based techniques.T ypically ,diversity studies include the relative com parisons of communities across a gradient of stress and disturbance.W ith current techniques ,it is difficult to study true diversity due to lack of know ledge on com position and the techniques to determ ine the accuracy of the extraction or detection methods.T raditionally ,the analysis of soil m icrobial

第六章固定床催化反应器设计

第六章气-固相催化反应器设计本章核心内容：本章讨论的气固相催化反应反应器包括固定床反应器和流化床反应器。在固定床反应器部分，介绍了气固相催化反应器的各种类型和固定床层的流动特性，给出了固定床反应器的两种设计方法：经验或半经验法和数学模型法。在流化床反应器部分，在对固体颗粒流态化现象和流态化特征参数介绍的基础上，讨论了流化床反应器的分类和工业应用。 6-1 固定床反应器的型式反应器内部填充有固定不动的固体催化剂颗粒或固体反应物的装置，称为固定床反应器。气态反应物通过床层进行催化反应的反应器，称为气固相固定床催化反应器。这类反应器除广泛用于多相催化反应外，也用于气固及液固非催化反应，它与流化床反应器相比，具有催化剂不易跑损或磨损，床层流体流动呈平推流，反应速度较快，停留时间可以控制，反应转化率和选择性较高的优点。工业生产过程使用的固定床催化反应器型式多种多样，主要为了适应不同的传热要求和传热方式，按催化床是否与外界进行热量交换来分，分为绝热式和连续换热式两大类。另外，按反应器的操作及床层温度分布不同来分，分为绝热式、等温式和非绝热非等温三种类型；按换热方式不同，分为换热式和自热式两种类型；按反应情况来分，分为单段式与多段式两类；按床层内流体流动方向来分，分为轴向流动反应器和径向流动反应器两类；根据催化剂装载在管内或管外、反应器的设备结构特征，也可以对固定床催化反应器进行分类。图6-1、6-2、6-3分别是轴向流动式、径向流动式和列管式固定床反应器结构示意图。其中，图6-1和图6-2所示的反应器为绝热式，图6-3所示的反应器为连续换热式。图6-1 轴向流动式图6-2径向流动式图6-3列管式固固定床反应器固定床反应器定床反应器 6-1-1 绝热式固定床反应器绝热式固定床催化反应器有单段与多段之分。绝热式反应器由于与外界无热交换以及不计入热损失，对于可逆放热反应，依靠本身放出的反应热而使反应气体温度逐步升高；催化床入口气体温度高于催化剂的起始活性温度，而出口气体温度低于催化剂的耐热温度。 1.单段绝热固定床催化反应器

固定床反应器的设计计算

周波主编.反应过程与技术.高等教育出版社,2006年6月. 四、固定床反应器的设计计算固定床反应器的设计方法主要有两种：经验法和数学模型法。经验法的设计依据主要来自于实验室、中间试验装置或工厂实际生产装置的数据。对中间试验和实验室研究阶段提供的主要工艺参数如温度、压力、转化率、选择性、催化剂空时收率、催化剂负荷和催化剂用量等进行分析，找出其变化规律，从而可预测出工业化生产装置工艺参数和催化剂用量等。固定床反应器的主要计算任务包括催化剂用量、床层高度和直径、床层压降和传热面积等。(一)催化剂用量的计算经验法比较简单，常取实验或实际生产中催化剂或床层的重要操作参数作为设计依据直接计算得到。1．空间速度空间速度Sv指单位时间内通过单位体积催化剂的原料处理量，单位为s-1。它是衡量固定床反应器生产能力的一个重要指标。 (2-36) 式中： 2．停留时间停留时间r指在规定的反应条件下，气体反应物在反应器内停留的时间，单位为s。式中：；停留时间与空间速度的关系为

。(二)反应器床层高度及直径的计算催化剂的用量确定后，催化剂床层的有效体积也就确定。很明显，床层高度增高，床层截面积将变小，操作气速、流体阻力(动力)将增大；反之，床层高度降低必然引起截面积(直径)增大，对传热不利或易产生短路等现象。因此，床层高度与直径应通过操作流速、压降(即动力消耗)、传热、床层均匀性等影响因素作综合评价来确定。通常，床层高度或直径的计算是根据固定床反应器某一重要操作参数范围或经验选取，然后校验其他操作参数是否合理，如床层压降不超过总压力的15％。床层高度与直径的计算步骤如下。

微生物多样性研究—α多样性分析

微生物多样研究中的α 多样性指数分析

一、多样性指数介绍 ?多样性指数：是指物种多样性测定。 ?主要有三个空间尺度：α多样性，β多样性，γ多样性。?每个空间尺度的环境不同测定的数据也不相同。

?α多样性：主要关注局域均匀生境下的物种数目，因此也被称为生境内的多样性（within-habitat diversity） ?群落生态学中研究微生物多样性，通过单样品的多样性分析（α[Alpha]多样性）可以反映微生物群落的丰度和多样性，包括一系列统计学分析指数估计环境群落的物种丰度和多样性。

?β多样性：指沿环境梯度不同生境群落之间物种组成的的相异性或物种沿环境梯度的更替速率也被称为生境间的多样性（between-habitat diversity），控制β多样性的主要生态因子有土壤、地貌及干扰等。 ?β多样性意义：①它可以指示生境被物种隔离的程度；②β多样性的测定值可以用来比较不同地段的生境多样性；③β多样性与α多样性一起构成了总体多样性或一定地段的生物异质性。 ?群落生态学中研究微生物多样性，β（Beta）多样性是对不同样品/不同组间样品的微生物群落构成进行比较分析。

?γ多样性：描述区域或大陆尺度的多样性，是指区域或大陆尺度的物种数量，也被称为区域多样性（regional diversity）。控制γ多样性的生态过程主要为水热动态，气候和物种形成及演化的历史。 ?群落生态学中研究微生物多样性，γ多样性分析是指α多样性与β多样性相结合的分析。

二、α多样性指数 1.计算菌群丰度（Community richness）的指数 a)Chao -the Chao1 estimator Chao：是用chao1算法估计样品中所含OTU数目的指数，chao1在生态学中常用来估计物种总数，由Chao (1984) 最早提出。计算公式如下：S c?ao1=S obs+n1n1?1 2n2+1 ?其中，S c?ao1= 估计的OTU数；S obs= 观测到的OTU数；n1= 只有一条序列的OTU数目（如“singletons” ）；n2= 只有两条序列的OTU数目（如“doubletons”）。利用chao指数评估一个样本中OTU数目多少，chao指数越大，OTU数目越多，说明该样本物种数比较多。

微生物学微生物多样性

原核微生物物种多样性中国地域辽阔，地形、气候、土壤和植被等自然条件极为复杂多样，这些决定了中国微生物物种群必然丰富多彩，但是由于中国微生物资源尚未进行全面调查研究，目前在中国科学院微生物菌种保藏中心(非医学微生物保藏中心)保藏的细菌60属，266种，2003株，其中绝大部分是从各省土壤、水域和动、植物样品中分离获得的，有一定代表性，在工农业生产中使用能增产的菌株。 40多年来，中国有关研究单位曾对一些具有重要生态意义、经济价值和社会效益的原核类群进行了比较系统的调查研究，现根据调查结果简述如下： 1、放线菌目前国际上已经描述和发表的放线菌近60个属、2000多种，中国已对40个属中的一部分种进行过分类研究，现保藏有36个属，450种，1332个菌株；其中8个属是中国研究工作者描述和建立的，它们是类链霉菌属(Streptomycoides)、小链孢菌属(Microstreptospora)、异壁放线菌属(Actinoallotaichus)、三歧泡菌属(Trichotomous)、双孢放线菌属(Actinobispora)、游动四孢菌属(Planotetraspora)、动孢链霉菌(Streptoplanospora)和白黄孢囊菌属(Cathayosporangium)。它们具有科学和应用价值。 2、Frankia-共生固氮放线菌 Frankia是一类能与许多木本植物共生的结瘤固氮的放线菌，与这类菌共生的寄主植物广泛分布于世界各地，1978年组织了多学科协作研究，开展了全国放线菌结瘤植物调查，查明中国有6个属44个种的树木与放线菌共生结瘤固氮，其中19种是国际上未报道的新记录种(表1)。表1 中国新发现放线菌结瘤树种

列管式固定反应器

固定床反应器有三种基本形式：①轴向绝热式固定床反应器(图1)。固定床反应器流体沿轴向自上而下流经床层，床层同外界无热交换。②径向绝热式固定床反应器。流体沿径向流过床层，可采用离心流动或向心流动，床层同外界无热交换。径向反应器与轴向反应器相比，流体流动的距离较短,流道截面积较大,流体的压力降较小。但径向反应器的结构较轴向反应器复杂。以上两种形式都属绝热反应器,适用于反应热效应不大,或反应系统能承受绝热条件下由反应热效应引起的温度变化的场合。③列管式固定床反应器由多根反应管并联构成。管内或管间置催化剂，载热体流经管间或管内进行加热或冷却，管径通常在25～50mm之间，管数可多达上万根。列管式固定床反应器适用于反应热效应较大的反应。此外，尚有由上述基本形式串联组合而成的反应器，称为多级固定床反应器。例如：当反应热效应大或需分段控制温度时，可将多个绝热反应器串联成多级绝热式固定床反应器,反应器之间设换热器或补充物料以调节温度，以便在接近于最佳温度条件下操作。编辑本段特点固定床反应器的优点是：①返混小，流体同催化剂可进行有效接触，固定床反应器当反应伴有串联副反应时可得较高选择性。②催化剂机械损耗小。③结构简单。固定床反应器的缺点是：①传热差，反应放热量很大时，即使是列管式反应器也可能出现飞温（反应温度失去控制，急剧上升，超过允许范

围）。②操作过程中催化剂不能更换，催化剂需要频繁再生的反应一般不宜使用，常代之以流化床反应器或移动床反应器。固定床反应器中的催化剂不限于颗粒状，网状催化剂早已应用于工业上。目前，蜂窝状、纤维状催化剂也已被广泛使用。编辑本段数学模型固定床反应器是研究得比较充分的一种多相反应器，描述固定床反应器的数学模型有多种，大致分为拟均相模型（不考虑流体和固体间的浓度、温度差别）和多相模型（考虑到流体和固体间的浓度、温度差别）两类，每一类又可按是否计及返混，分为无返混模型和有返混模型，按是否考虑反应器径向的浓度梯度和温度梯度分为一维模型和二维模型。大型列管式固定床反应器高温熔盐渗漏管头修复方法本发明提供了一种大型列管式固定床反应器高温熔盐渗漏时的管头修复方法。该方法是先对管头间隙中残余的熔盐的清除后，再在缺陷部位周围的反应管中放入大头针以加速返修焊接时的传热，然后采用手工氩弧焊进行焊接返修，然后对返修接头进行１００％ＰＴ检测，合格后进行熔盐渗漏试验。本发明方法简单，易于操作，修复效果良好，能确保此类设备的安全运行。

微生物多样性研究—β多样性分析

微生物多样研究中的—β多样性分析

一、β-多样性分析 1. 样品间距离计算 ?样品间的物种丰度分布差异程度可通过统计学中的距离进行量化分析，使用统计算法Euclidean，Bray-Curtis，Unweighted_unifrac，weighted_unifrac等，计算两两样品间距离，获得距离矩阵，可用于后续进一步的beta多样性分析和可视化统计分析。例如：将距离矩阵使用热图表示可直观观察样品间的差异高低分布。 D Bray?Curtis=1?2σmin S A,i，S B,i σS A,i+σS B,i SA,i=表示A样本中第i个OTU所含的序列数；SB,i=表示B样本中第i个OTU所含的序列数。

样品间距离矩阵构建的相似度树状图物种丰度差异基于Bray-Curtis距离heatmap图示意图

2. PCA 分析 ?主成分分析(PCA，Principal Component Analysis)，是一种应用方差分解，对多维数据进行降维，从而提取出数据中最主要的元素和结构的方法。 ?应用PCA分析，能够提取出最大程度反映样品间差异的两个坐标轴，从而将多维数据的差异反映在二维坐标图上，进而揭示复杂数据背景下的简单规律。?如果样品的群落组成越相似，则它们在PCA图中的距离越接近。

3.PCoA分析 ?主坐标分析（PCoA，Principal Co-ordinates Analysis），是一种与PCA类似的降维排序方法，通过一系列的特征值和特征向量排序从多维数据中提取出最主要的元素和结构。 ?可以基于bray_curtis、Weighted Unifrac距离和Unweighted Unifrac距离分别来进行PCoA分析，并选取贡献率最大的主坐标组合进行作图展示。 ?如果样品距离越接近，表示物种组成结构越相似，因此群落结构相似度高的样品倾向于聚集在一起，群落差异很大的样品则会远远分开。

环境微生物群落多样性分析

环境微生物群落多样性分析微生物群落多样性的基本概念环境中微生物的群落结构及多样性和微生物的功能及代谢机理是微生物生态学的研究热点。长期以来，由于受到技术限制，对微生物群落结构和多样性的认识还不全面，对微生物功能及代谢机理方面了解的也很少。但随着高通量测序、基因芯片等新技术的不断更新，微生物分子生态学的研究方法和研究途径也在不断变化。第二代高通量测序技术（尤其是Roche 454高通量测序技术）的成熟和普及，使我们能够对环境微生物进行深度测序，灵敏地探测出环境微生物群落结构随外界环境的改变而发生的极其微弱的变化，对于我们研究微生物与环境的关系、环境治理和微生物资源的利用以及人类医疗健康有着重要的理论和现实意义。在国内，微生物多样性的研究涉及农业、土壤、林业、海洋、矿井、人体医学等诸多领域。以在医疗领域的应用为例，通过比较正常和疾病状态下或疾病不同进程中人体微生物群落的结构和功能变化，可以对正常人群与某些疾病患者体内的微生物群体多样性进行比较分析，研究获得人体微生物群落变化同疾病之间的关系；通过深度测序还可以快速地发现和检测常见病原及新发传染病病原微生物。研究方法进展环境微生物多样性的研究方法很多，从国内外目前采用的方法来看大致上包括以下四类：传统的微生物平板纯培养方法、微平板分析方法、磷脂脂肪酸法以及分子生物学方法等等。近几年，随着分子生物学的发展，尤其是高通量测序技术的研发及应用，为微生物分子生态学的研究策略注入了新的力量。目前用于研究微生物多样性的分子生物学技术主要包括:DGGE/TGGE/TTGE、T-RFLP、SSCP、FISH、印记杂交、定量PCR、基因芯片等。DGGE等分子指纹图谱技术，在其实验结果中往往只含有数十条条带，只能反映出样品中少数优势菌的信息；另一方面，由于分辨率的误差，部分电泳条带中可能包含不