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藻蓝蛋白提取方法比较研究及其在遥感中的应用

作　者: 庞晓宇
导　师: 曹明明
学　校: 西北大学
专　业: 环境工程
关键词: 蓝藻藻蓝蛋白色素提取巢湖遥感反演
分类号: X832
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 36次
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内容摘要

目前我国大部分湖泊都表现出不同程度的富营养化现象,特别是长江中下游的太湖、巢湖等湖泊。伴随着湖泊富营养化,蓝藻水华时有暴发,严重威胁湖泊流域地区的社会经济可持续发展与生态安全。因此,对富营养化湖泊的监测和建立蓝藻水华的预警预报机制尤为重要。在湖泊水环境的监测技术中,与传统的监测技术相比,遥感技术以其连续、动态、实时及周期性等特点,表现出巨大的优势。然而,遥感反演模型的建立及评价,依赖于实测的水质参数。引起我国众多湖泊出现藻华现象的藻类主要为蓝藻,而藻蓝蛋白是蓝藻的指示性色素,针对富营养化湖泊水体藻蓝蛋白提取技术的研究较少。以富营养化湖泊——巢湖为例,采用室内培养的铜绿微囊藻和巢湖水体中蓝藻作为藻蓝蛋白的提取对象,以滤膜过滤法收集蓝藻细胞,液氮反复冻融法为细胞破碎方法,提取剂法为藻蓝蛋白提取方法,紫外可见光分光光度法为测定方法,来分别对比三种不同缓冲液(Tris-HCl、 Phosphate buffer、Asolectin-CHAPS)的提取效果。通过对藻蓝蛋白提取液吸收光谱的对比分析、藻蓝蛋白浓度的对比分析、以及藻蓝蛋白与叶绿素a之间的含量关系,来对三种缓冲液进行比较。结果表明,三种缓冲液提取的藻蓝蛋白提取液在620nm处都出现了藻蓝蛋白的特征吸收峰,但AC缓冲液和PBS缓冲液提取效率明显高于Tris-HCI缓冲液。另外,虽然AC缓冲液提取效率最高,但其成本昂贵,且配制过程复杂不易控制,难以保存,不适宜大规模的推广应用；而PBS缓冲液的提取率略低于AC缓冲液,但其配制方便快捷,更适合于大规模湖泊水质监测的要求。因此。本文推荐PBS缓冲液作为常用的藻蓝蛋白提取液。本文提出的藻蓝蛋白提取方法,可为湖泊水体藻蓝蛋白含量的测定提供参考。另外,本文基于Simis的藻蓝蛋白反演模型和ASD光谱仪实测光谱数据,对巢湖水体的藻蓝蛋白进行了估算。将估算结果与实测藻蓝蛋白浓度数据进行了比对。结果显示：Simis模型在反演巢湖水体藻蓝蛋白的应用中,仅适用于未出现蓝藻水华的正常水体的估算,而不适用于蓝藻水华区域。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
第一章综述  9-19
  1.1 研究背景  9-10
  1.2 藻蓝蛋白结构与性质  10-11
    1.2.1 藻蓝蛋白的结构  10
    1.2.2 藻蓝蛋白的光学特性  10-11
  1.3 藻蓝蛋白的功能与应用  11-13
    1.3.1 医疗保健与食品  11-12
    1.3.2 天然色素  12
    1.3.3 水环境监测  12-13
  1.4 国内外研究进展  13-16
    1.4.1 提取对象的研究  13
    1.4.2 细胞破壁方法的研究  13-14
    1.4.3 藻蓝蛋白粗提取的研究  14-15
    1.4.4 藻蓝蛋白测定的研究  15-16
  1.5 本文研究的目的及意义  16-17
    1.5.1 研究目的  16-17
    1.5.2 研究意义  17
  1.6 研究方法与技术路线  17-19
第二章材料与方法  19-30
  2.1 研究区概况  19-20
    2.1.1 自然环境  19-20
    2.1.2 社会环境  20
  2.2 野外采样实验  20-24
    2.2.1 实验的设置  21-22
    2.2.2 仪器与材料  22-23
    2.2.3 过滤实验  23-24
    2.2.4 样品的保存  24
  2.3 藻蓝蛋白的提取与测定  24-28
    2.3.1 实验条件的确定  24-25
    2.3.2 缓冲液的配制  25-27
    2.3.3 计算方法  27-28
  2.4 叶绿素提取实验  28-29
  2.5 本章小结  29-30
第三章不同缓冲液提取藻蓝蛋白的结果与分析  30-40
  3.1 不同缓冲液提取藻蓝蛋白的实验结果  30-34
    3.1.1 藻蓝蛋白提取液吸收光谱结果  31-33
    3.1.2 藻蓝蛋白浓度结果比较  33-34
  3.2 藻蓝蛋白提取液吸收光谱的分析  34-35
  3.3 三种方法下藻蓝蛋白提取液浓度对比分析  35-36
  3.4 数据稳定性分析  36-37
  3.5 样品中叶绿素a与藻蓝蛋白含量的关系  37-38
    3.5.1 相关性验证的目的与意义  37
    3.5.2 叶绿素浓度与藻蓝蛋白浓度的相关性分析  37-38
  3.6 藻蓝蛋白提取液中PC纯度的检验  38
  3.7 本章小结  38-40
第四章藻蓝蛋白实测数据在遥感中的应用  40-47
  4.1 遥感反演概述  40-41
  4.2 浮游植物色素遥感反演模型算法的描述  41-43
  4.3 藻蓝蛋白浓度与a_(PC)(620)的遥感反演  43-46
    4.3.1 基于Simis算法的反演结果与分析  43-46
  4.4 本章小结  46-47
第五章结论与展望  47-51
  5.1 研究结论与成果  47-48
  5.2 研究创新点  48
  5.3 不足点与研究展望  48-51
    5.3.1 论文的不足点  48-49
    5.3.2 研究展望  49-51
参考文献  51-56
攻读硕士学位期间取得的科研成果  56-57
致谢  57

藻蓝蛋白提取方法比较研究及其在遥感中的应用

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