羧甲基纖維素鈉限制浮游藻類運動的實驗研究

摘要：傳統壓載水鏡檢中常使用一些化學試劑來固定壓載水水樣中的浮游藻類，針對傳統所使用的海藻酸鈉及聚乙烯醇溶液限制浮游藻類的缺點，采用羧甲基纖維素鈉溶液來限制浮游藻類的運動。實驗結果表明，羧甲基纖維素鈉溶液的限制效果最佳，且在濃度為1%時限制效果最佳。與海藻酸鈉溶液和聚乙烯醇溶液相比，羧甲基纖維素鈉溶液具有色度好，黏度適中等許多優點。

關鍵詞：壓載水檢測；羧甲基纖維素鈉；黏度；異彎藻運動

中圖分類號：X736.3文獻標志碼：A文章編號：16717953(2009)03001903

船舶壓載水由于混有外來生物而造成當地的生態失去平衡，已成為日益嚴重的生態問題，并引起了許多國家的關注。許多國家的研究表明，許多水生物、植物以及細菌能在船舶壓載水和沉渣中生存，有的經過60天的旅行仍然能夠成活。對于壓載水檢測，基于目前的實驗條件，傳統水質檢測微生物大多使用常規顯微鏡檢測，但是壓載水中許多微生物具有較強的運動能力，如不采取措施限制微生物的運動，常規顯微鏡無法達到檢測的目的，故需要對待檢測的微生物進行固定。固定材料選擇的一般原則是：固定微生物的操作過程簡單；固定材料的水溶液應無色透明；粘度適中；化學穩定性較好；固定微生物后對其無毒；廉價易得。傳統的化學藥劑固定待檢微生物的方法主要是采用海藻酸鈉和聚乙烯醇溶液限制微生物的運動，但是海藻酸鈉溶液顏色過深，不利于觀察和鏡檢計數，而聚乙烯醇溶液在高濃度時容易產生氣泡，濃度變小，黏度又較小，影響計數。故本文嘗試選用羧甲基纖維素鈉溶液來限制浮游藻類的運動，以便于觀察和提高提高計數的準確性。

1、海藻酸鈉，聚乙烯醇及羧甲基纖維素鈉溶液理化性質實驗

1.1實驗儀器和試劑

本實驗所用的藥劑海藻酸鈉，羧甲基纖維素鈉，聚乙烯醇PVA124均為國藥集團化學試劑有限公司生產。配置好的羧甲基纖維素鈉溶液，海藻酸鈉溶液，聚乙烯醇溶液，平式毛細管黏度計，燒杯，秒表，恒溫水浴鍋。

1.2色度，黏度實驗

分別配制海藻酸鈉溶液，聚乙烯醇溶液，羧甲基纖維素鈉溶液，并測定3種溶液的黏度，進行對比。

1.3活性實驗

分別使用配置好的羧甲基纖維素鈉溶液，海藻酸鈉溶液，聚乙烯醇溶液與異彎藻溶液混合，觀察異彎藻活性變化。

1.4實驗結果分析

1.4.1色度對比

配置海藻酸鈉溶液的過程中，產生大量的氣泡，且海藻酸鈉溶液顏色較深，對于鏡檢過程會產生較大的影響。配置的海藻酸鈉溶液在常溫下不會凝固，取用方便。聚乙烯醇溶液在配置過程中溶解緩慢，且溶解度較小，在室溫下會產生一些結晶物附著在燒杯瓶壁上，聚乙烯醇溶液無色透明。羧甲基纖維素鈉溶液無色透明，溶解度好。

1.4.2黏度對比

具體的羧甲基纖維素鈉溶液，海藻酸鈉溶液，聚乙烯醇溶液3種溶液的黏度值見表1。溶液及混合液的黏度的測定用平式毛細管黏度計測定。數據表明，羧甲基纖維素鈉溶液具有較好的粘度值，相同濃度下的羧甲基纖維素鈉溶液比海藻酸鈉溶液和聚乙烯醇溶液的黏度值都高。

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1.4.3黏溫性研究

海藻酸鈉溶液和聚乙烯醇溶液隨著溫度的升高，黏度基本呈線性降低。在本實驗中，實驗溫度不可能太高，否則在與藻液混合時，可能會將其中的藻類滅活，影響檢測結果。故在本次實驗中，選擇溫度不超過45℃。盡量在接近室溫的各種溫度狀態下測定羧甲基纖維素鈉溶液的黏度隨溫度的變化情況，結果如表2所示。

由表2可以看出，濃度一定的羧甲基纖維素鈉溶液的黏度隨溫度的升高而降低，當溫度在35～40℃時，其黏度受溫度變化的影響很大，溶液黏度隨溫度的降低而增大得十分迅速。

2、海藻酸鈉，聚乙烯醇及海藻酸鈉對異彎藻活性實驗

將海藻酸鈉溶液，聚乙烯醇溶液及羧甲基纖維素鈉溶液分別加入到異彎藻溶液中，均能抑制微生物的運動能力。但另一方面，須避免加入的試劑殺死微生物，避免影響到對微生物個體的測定。海藻酸鈉溶液，聚乙烯醇溶液及羧甲基纖維素鈉溶液與異彎藻溶液混合后1h后，在顯微鏡下觀察到異彎藻仍具有運動的能力。因此在本次實驗中可以認為3種溶液對異彎藻的活性基本無影響。

3、羧甲基纖維素鈉溶液限制異彎藻運動實驗

3.1實驗設備及儀器

本實驗所用的異彎藻購自中國科學院海洋研究所，這種藻具有鞭毛，運動能力較強，是比較典型的赤潮藻。藻的培養條件：溫度20℃；光照度20001X；光照時間12h；培養基為不加硅酸鹽的f/2培養液。所用的藥劑海藻酸鈉，羧甲基纖維素鈉，聚乙烯醇PVA124均為國藥集團化學試劑有限公司生產。

顯微鏡，計數框，燒杯，移液器，移液管，秒表，平氏毛細管黏度計，蒸餾水，配置好的羧甲基纖維素鈉溶液，海藻酸鈉溶液，聚乙烯醇溶液，恒溫水浴鍋。

3.2實驗內容

根據開始的預備實驗，選用黏度適中，色度較好的羧甲基纖維素鈉溶液與異彎藻液均勻混合。將羧甲基纖維素鈉溶液與異彎藻溶液在小燒杯內混合，其混合比例從1:1開始，向兩端逐次變化， 3:4:1：1.5:1，2:1:3，根據實驗實際情況，可以逐步縮小比例劃分間隔。固定劑和異彎藻溶液混合均勻后，用移液器取1ML混合液加入計數框內，立即放在顯微鏡下觀察藻的運動狀態，靜置10分鐘后，再觀察檢驗固定劑的固定效果，觀察過程中調節顯微鏡細調螺旋并移動載物臺，以觀察不同深度、不同視野區域藻細胞的運動情況。

3.3羧甲基纖維素鈉溶液的濃度選擇

羧甲基纖維素鈉水溶性具有很好的粘滯性，在常溫下不同濃度的羧甲基纖維素鈉溶液的黏度變化見圖1。

由圖1可以看到，在溫度一定的情況下，羧甲基纖維素鈉溶液的黏度隨濃度的增加而增大，基本呈直線增長的態勢，即只需選擇合適濃度的羧甲基纖維素鈉溶液就可以滿足實驗的要求。 根據本實驗的要求，選用1%濃度的羧甲基纖維素鈉溶液。

3.4羧甲基纖維素鈉溶液與異彎藻溶液的配置比

羧甲基纖維素鈉溶液對于異彎藻溶液的限制效果較為明顯，但是在與異彎藻溶液混合時，存在一個最低混合比，在該混合比下，既能達到固定的目的，同時對藻的稀釋倍數最低。同時為了便于評價固定效果，在本實驗中，選取顯微鏡觀察視野下的幾個異彎藻為參照，比較異彎藻溶液與羧甲基纖維素鈉溶液按比例混合后，靜置5min后異彎藻的運動速度變化情況。具體數值參見表3。由表3可以看到，在混合比為1：1時，粘度值較好，且異彎藻的運動速度最小，對于在顯微鏡下的異彎藻計數基本無影響。

4、結論及展望

本實驗證明，羧甲基纖維素鈉溶液可以作為限制異彎藻運動較好的固定劑，與海藻酸鈉溶液和聚乙烯醇溶液相比，羧甲基纖維素鈉溶液色度好，黏度合適，配置簡單，操作方便。且在本實驗中，濃度為1%的羧甲基纖維素鈉溶液對異彎藻溶液的限制效果最好，和異彎藻溶液的比例為1：1時最佳，羧甲基纖維素鈉具有優良的水溶性，已廣泛應用于石油、地質、日化、輕工、食品、醫藥等工業中，應用前景十分寬廣。但使用羧甲基纖維鈉溶液容易產生油膜，影響視鏡，控制好配置比及溫度，可以消除油膜的出現。

但同時在羧甲基纖維素鈉應用時需要注意的問題，如：毒性、有害性等、時效等，仍需要進一步的實驗研究。

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