[发明专利]一株好氧降解氧化石墨烯的双头菌及其应用

说明书

一株好氧降解氧化石墨烯的双头菌及其应用，属于微生物技术领域。该菌株分离自土壤样品，2015年4月9日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏号为CGMCC No.10702。该菌株经16S rRNA基因序列测定，其与双头菌(Labrys)具有较高的相似性(99%)，因此该菌分类命名为Labrys sp.WJW，菌株16S rRNA基因序列的GenBank登录号为KR778886。该菌株在无机盐培养基中能够以氧化石墨烯为唯一碳源生长，并且能够还原氧化石墨烯官能团，破坏其二维结构，对其进行生物降解，显示出该菌株在纳米材料降解领域潜在的应用价值。

技术领域

本发明涉及一株能够好氧降解氧化石墨烯的双头菌及其应用，属于微生物技术领域。

技术背景

石墨烯类材料是近年来被陆续发现和研究的热门碳基纳米材料，因其力学、量子和电学性质优异，受到物理和材料学界广泛重视。与昂贵的富勒烯和碳纳米管相比，氧化石墨烯价格低廉，原料易得，有望成为聚合物纳米复合材料的优质填料。

我国石墨矿产的资源储量大，质量优，产量和出口均居世界首位。近年来，石墨的深加工生产石墨烯类材料得到了国家越来越多的重视，《中国制造2025》重点领域技术路线图（2015版）公布的石墨烯产量总体目标是“2020年形成百亿产业规模，2025年整体产业规模突破千亿”。氧化石墨烯的合成主要通过化学氧化方法，而从石墨制备氧化石墨烯也被认为是大规模合成石墨烯的战略起点。目前广泛采用的化学氧化方法制备和纯化氧化石墨烯均需要采用洗涤过滤等步骤，从而产生大量的含氧化石墨烯及副产物的废水。同时随着石墨烯类材料在材料领域越来越多的投入应用，氧化石墨烯等材料排放到环境中所可能产生的环境影响不容忽视，研究显示过量的氧化石墨烯进入体内会对哺乳动物的肺等器官产生毒性，体外实验也显示其对微生物具有毒性导致细胞失活。

氧化石墨烯作为一种尺度较大的二维纳米材料，其降解难度很大。已有的纳米材料化学降解法如光助芬顿氧化法需要投加大量的强质子酸和氧化剂。氧化石墨烯的生物降解研究目前较少，Kotchey等人于2011报道了辣根过氧化物酶在持续添加过氧化氢的情况下降解氧化石墨烯，可逐步在石墨烯片层结构上降解产生空洞。但截止目前没有利用微生物细胞降解氧化石墨烯的相关报道。在其他纳米材料的生物降解研究方面，Allen等人发现辣根过氧化物酶可以降解单壁碳纳米管，同时也有报道证实锰过氧化物酶有能够降解单壁碳纳米管。在动物酶领域，Kagan等人发现髓过氧化物酶可以降解碳纳米管。本专利涉及的双头菌 (Labrys) 是一种革兰氏阴性细菌，具有以氧化石墨烯为唯一碳源降解并生长的能力。

发明内容

本发明的目的在于提供一株双头菌，以及采用该菌株降解氧化石墨烯，该菌株在生物降解纳米材料领域中具有潜在的应用价值。

本发明涉及一株好氧降解氧化石墨烯的双头菌 (Labrys sp. WJW)，该菌株的登记入册编号为CGMCC No.10702，保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏单位地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，保藏日期为2015年4月9日。菌株WJW的16S rRNA基因序列在GenBank数据库中的登记号为KR778886。