包封固体材料的细菌纤维素微球

本方案具有重要意义，因为它拓展了当前制备可生物降解、天然存在的生物材料的方法。我们的方法侧重于可重复地制备细菌纤维素微球。该技术的主要优势在于所需材料易于获取：糖、水、茶、醋、细菌培养启动剂、带挡板的锥形瓶和轨道摇床。

初次进行该技术操作的研究人员可能无法准确识别球体，或难以去除不规则的细菌纤维素团块。我们在视频中已演示了这些步骤，但如果首次尝试未能成功，也不必气馁。该方法的可视化演示通常有助于研究人员直观了解理想与非理想的细菌纤维素团块的大小、数量和形态。

首先，使用烧水壶将350毫升去离子水煮沸。然后将热水转移至一个500毫升的烧杯中。操作时需佩戴隔热手套，并确保玻璃棒能够耐受沸水温度。

使用玻璃棒将42.5克颗粒蔗糖完全溶解于热水中。将装有2.54克红茶的茶包放入含有蔗糖溶液的烧瓶中，浸泡1小时。用玻璃棒取出茶包，注意不要将其弄破，并将其丢弃至垃圾桶中。

向烧杯中加入 100 毫升蒸馏白醋，并充分搅拌混合物。将 80 毫升配制好的酸性茶混合液转移至一个 250 毫升带挡板的锥形瓶中，静置冷却至 20 至 25 摄氏度。当液体达到室温时，向该锥形瓶中加入 20 毫升微生物菌种液体，并用封口膜覆盖瓶口。

将带挡板的锥形瓶置于摇床平台上，于20至25摄氏度下以每分钟125转的速度振荡三天，以生成细菌纤维素（BC）球体。用镊子去除形状不规则的非球形BC团块，防止进一步形成不规则的BC团块。待BC球体形成后，轻轻将它们从锥形瓶中倒出，以供后续使用。

在本实验方案中，BC 球体在培养的前 48 小时内表现出较高的生长速率，达到最大尺寸后大小保持稳定。BC 球体在培养约第八天时开始形成卷须状结构。测试了将生物炭、聚合物微珠和矿山废弃物等固体污染物包封后球体的尺寸分布情况。

观察到向BC球体中添加固体对球体的大小或频率并无一致影响。轨道摇床速度、环境温度以及不规则颗粒的形成似乎是影响球形颗粒形态、大小和频率的主要因素。注意到过高的室温或不恰当地去除不规则团块会使得完整的BC球体形态转变为星状颗粒或纤维状聚集体。

为了确定BC球中包封固体的比例，进行了热重分析。热分析与显微观察结果共同证实了固体颗粒在BC球内的有效包封。纯BC的微分TGA曲线与含聚苯乙烯微球的BC曲线在数值上几乎完全相同。

然而，观察到一个额外的峰，对应于聚苯乙烯微球的热分解。最重要的是，在茶冷却至室温后，再加入微生物起始培养物。此外，我们必须确保培养物中含有活性且健康的微生物。

该方法可用于环境修复中的污染物去除。这些微球还可用于目标物质的可控释放。该技术使我们能够将环境材料包封于细菌纤维素微球内。

这可能对可生物降解的控释或修复平台具有应用价值。