膠球藻屬的新型抗輻射藻類制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及膠球藻屬的新藻類，特別是名為Coccomyxa?actinabiotis的新種的藻類，及其用于從含水介質(zhì)，特別是從放射性介質(zhì)吸收金屬的應(yīng)用。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】膠球藻屬的新型抗輻射藻類本專利技術(shù)涉及新型藻類，并涉及其用于從含水(aqueous)介質(zhì)，特別是放射性介質(zhì)攝取或吸收(up take)金屬的應(yīng)用。放射性排出物主要由核電站產(chǎn)生。所述排出物主要是來自廢燃料貯存池的水、來自凈化罐的水或來自核電廠冷卻循環(huán)的水，由于放射對(duì)非活性化合物的活化或由于放射性化合物的釋放和溶解，導(dǎo)致其最終都包含放射性化合物。放射性排出物的其他來源是核醫(yī)療學(xué)、使用放射性物質(zhì)的研究實(shí)驗(yàn)室以及某些非核工業(yè)(例如，稀土族的提取)。有多種物理和化學(xué)方法用于純化包含放射性化合物的排出物，特別是廢水。然而，這些方法的操作和設(shè)備成本高，需要大修并且產(chǎn)生大量的放射性廢物。此外，這些方法的應(yīng)用領(lǐng)域往往有限。例如，離子交換樹脂用于維持來自核電廠的水的低電導(dǎo)率。這些離子交換樹脂負(fù)載放射性離子，并在飽和時(shí)貯存以等待適合的再處理方案，或在使用毒性或高反 應(yīng)性化合物的條件下貯存。此外，現(xiàn)有的生物方法使用，例如細(xì)菌、真菌、酵母或植物純化毒性產(chǎn)物(非放射性或放射性)污染的介質(zhì)(工業(yè)廢物、天然介質(zhì)等)。這些方法使用活生物來富集并吸收污染性化合物并降低其毒性(對(duì)化學(xué)形式進(jìn)行修飾)，或者使用非活生物質(zhì)和源自活生物的衍生物對(duì)污染物進(jìn)行生物吸附。生物方法的應(yīng)用領(lǐng)域通常大于物理和化學(xué)方法，其不需要添加化學(xué)試劑或產(chǎn)品，并且處理成本通常較低，因此具有經(jīng)濟(jì)效益。特別地，植物是良好的土壤或水凈化劑，這是因?yàn)槠渚哂写x物、蛋白質(zhì)、酶、吸收機(jī)理、膜通道、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等的完整系統(tǒng)，使其能夠恰當(dāng)?shù)毓潭ǘ拘曰衔铮瑢⑵潋显谥参锿獠炕騼?nèi)部，通過特異性或非特異性吸收途徑將其大量引入，將其保留在細(xì)胞內(nèi)，改變其形式以使其無害或毒性降低，降低其溶解性，將其以無毒形式貯存在液泡中等。研究顯示，某些微生物能夠通過生物吸附富集稀溶液中的金屬離子，例如Ag、Al、Au、Co、Cd、Cu、Cr、Fe、Hg、Mn、Ni、Pb、Pd、Pt、U、Th、Zn 等(White et al. , InternationalBiodeterioration&Biodegradation, 35:17-40，1995 ;美國專利 US 6 355 172)。生物吸附是生物質(zhì)通過借助位于細(xì)胞表面的壁化合物(parietal compound)的官能團(tuán)的相互作用而以非選擇性物化機(jī)理的方式結(jié)合重金屬的能力。例如，現(xiàn)已提出使用細(xì)菌和微生物混合物非選擇性地生物吸附重金屬(美國專利US 7 479 220 ；PCT申請(qǐng)WO 03/011487)。其他方法使用死生物質(zhì)或源自活生物的培養(yǎng)物的衍生化合物以凈化污染有金屬的介質(zhì)。所涉及的過程是沒有生物活性的物化機(jī)理，例如離子交換，例如使用存在于細(xì)胞壁中的多糖，絡(luò)合作用或吸附作用。現(xiàn)已使用源自藻類的生物質(zhì)(例如細(xì)胞壁)純化廢液中包含的金屬(美國專利US4769223 ；PCT 申請(qǐng) WO 86/07346 ;美國專利 US 5648313 ；PCT 申請(qǐng) W02006/081932)。現(xiàn)有幾種將活體生物用于處理污染有放射性化合物的介質(zhì)的方法。實(shí)際上，在水被放射性化合物污染或水接近于放射源的情況下，有必要使用耐放射或抗放射性的生物，其還能夠耐受污染物的化學(xué)毒性并且與足量的目標(biāo)化合物結(jié)合以用于工業(yè)處理的背景中。在自然環(huán)境下，積聚放射性化合物的生物通常經(jīng)受低放射性。例如，在切爾諾貝利核事故發(fā)生后不久，對(duì)于含水介質(zhì)，反應(yīng)堆冷卻箱水的電離輻射的外部劑量率不超過100 μ Gy/h, 1986年全年的最大累積劑量為O. OlGy。核電站周圍30km區(qū)域的普利比亞特河(Pripyat River)的沉積物上沉積的放射性核素的劑量率在事故后于各處立即升高至 O. 4mGy/h (Kryshev and Sazykina, Journal of EnvironmentalRadioactivity, 28:91-103，1995)。在多數(shù)情況下，均沒有測試提議用于防止污染有放射性的物質(zhì)或廢物的污染和/或用于濃縮放射性化合物的微生物的電離輻射抗性。這是因?yàn)椋@些微生物用于提取U(鈾)和Th(釷)，而這兩種元素的主要同位素的活性低(例如，對(duì)于包含10yg/l 238U或235U的溶液，238U或235U的活性分別為O. 13或O. 8Bq/l)。美國專利US 4320093提出使用根霉屬(Rhizopus)的真菌提取含水廢物中包含的鈾或釷。英國專利GB 1472626提出使用通過X射線輻射經(jīng)鈾預(yù)適應(yīng)的單細(xì)胞綠藻獲得的突變單細(xì)胞綠藻，英國專利GB 1507003專利提出使用多種微生物，特別是黑曲霉(Aspergillus niger)真菌和顫藻屬(Oscillatoria)藍(lán)細(xì)菌來濃縮天然存在于海水中的鈾。美國專利US 7 172 691提出使用小球藻屬(Chlorella)、柵藻屬(Scenedesmus)、卵囊藻屬(Oocystis)和衣藻屬(Chlamydomonas)的活光合藻類從包含濃度約0_20ppm鈾(表現(xiàn)為238U和235U分別260和1600Bq/l的活性)的含水介質(zhì)濃縮放射性污染物，特別是鈾。與此相比，構(gòu)成下文所述微藻生活環(huán)境的來自核元素貯存池的水的活性為約300000Bq/l。 迄今為止，所描述的大部分抗輻射生物均是原核生物。耐輻射奇球菌(Deinococcus radiodurans)具有抵抗電離福射的超常能力，其在60Gy/h的福射下生長，并且在15kGy的劑量下存活。然而，這種細(xì)菌的天然耐金屬性并不很高。例如，該菌不耐受鈷(無論任何同位素)，5ppm的鈷，即約10_4mol/l的鈷即抑制其生長(Johnet al.，Symposium Chemical-biological Interactions In Contaminant Fate, MetalToxicity In Deinococcus radiodurans, p. 426~428in Preprints of Extended AbstractsVol. 40No. 2，2000)。因此，要將該細(xì)菌作為放射性介質(zhì)中包含的金屬的純化劑使用，需要遺傳修飾以引入使其能夠積聚目標(biāo)金屬的基因。因此，曾提出對(duì)奇球菌屬(Deinococcus)的細(xì)菌進(jìn)行遺傳修飾，以表達(dá)能夠消除有機(jī)化合物、金屬或放射性核素的毒性或?qū)⑵浯x的酶，進(jìn)而用于核廢料場原位生物治理的目的(PCT申請(qǐng)WO 01/23526)。新近，從高活性的放射性廢料場分離并純化了耐福射動(dòng)球菌(Kineococcus radiotolerans)種的細(xì)菌。根據(jù)描述，這些細(xì)菌能夠在劑量率大于lOGy/h的電離輻射存在條件下降解有機(jī)污染物，還提出所述細(xì)菌通過生物吸附用于非選擇性的防止放射性核素污染的應(yīng)用(美國專利US7, 160，715)。盡管可用于凈化放射活性非常高的介質(zhì)，但這兩種微生物的不足之處在于不是自養(yǎng)生物，因此需要外部提供的含碳養(yǎng)分才能以活培養(yǎng)物的形式使用。此外，與還需要較不豐富培養(yǎng)基(less rich culture medium)的自養(yǎng)生物相比,這兩種微生物的培養(yǎng)物對(duì)其他細(xì)菌的污染更加敏感。現(xiàn)已描述了一種形式(single form)的耐福射自養(yǎng)生物(Farhi etal.，20:104216，2008)。該生物為本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：科琳娜·里瓦索，埃馬紐埃爾·法里，阿蘭·庫特，阿里亞納·阿泰亞，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：原子能與替代能源署，馬克斯·馮·勞厄保羅·朗之萬研究所，國家科學(xué)研究中心，國家自然歷史博物館，
類型：
國別省市：