氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)是一种自养细菌，在将Fe2 ++氧化为Fe3+的过程中，可以获得自身生长繁殖所需的能量，Fe3+也可以作为氧化剂参与其他化学反应。这一特性使得氧化亚铁硫杆菌能够间接氧化H2S、SO2等污染物和硫化矿物，在环境污染治理和生物冶金方面具有良好的应用前景。固定化氧化亚铁硫杆菌可以大大提高氧化速率，增强反应的稳定性。

中国科学院过程工程研究所、四川大学、昆明理工大学、河北工业大学、东北大学、兰州大学、南京大学、广东工业大学、天津工业大学和沈阳大学都开展了广泛的氧化亚铁硫杆菌固定化技术研究，涉及的方法主要有吸附法和包埋法。涉及的载体包括:包埋法中使用的海藻酸钠和添加其他试剂的海藻酸钠的改进、聚乙烯醇-海藻酸钠法、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯多孔聚合物载体WAR-8、氯化钙和壳聚糖改性的卡拉胶载体、壳聚糖；活性炭、焦炭、陶瓷、泡沫陶瓷、粘土颗粒、拉西环、粉煤灰、煤磨石、沸石、软塑料纤维和沸石、碳酸钙粉、聚丙烯纤维、H-2软载体(聚氨酯H-2 (1)和网状聚氨酯(2))、锯末、玉米芯等。用于吸附过程。

目前使用较好的载体有吸附法的聚氨酯泡沫软载体和包埋法的海藻酸钠改性载体。深入研究单位有昆明理工大学、河北工业大学、四川大学、东北大学等。中国科学院过程工程研究所开展了固定化氧化亚铁硫杆菌、固定化中温菌和固定化硫酸盐还原菌用于生产化学浸出用Fe3 ++的研究，并利用固定化硫酸盐还原菌处理冶金废液，取得了良好的效果。

黄亚杰等和徐少霞以海藻酸钙为载体，添加活性炭，当海藻酸钠质量浓度为20 g/L、氯化钙质量浓度为40 g/L、Fe2+质量浓度为5 g/L时，二次转移后Fe2+的最高氧化率可达0.78g/(L·h)；以木屑为填料，当Fe2+的质量浓度为1g/L，通气速率为1.4 L/min，最佳稀释速率为1.1 L/h，最佳填料粒径为12mm×5mm×1mm时，Fe2+的氧化率最高可达5.68g/(L·h)。李志设计了一种以软塑料纤维为填料，采用吸附法的T.F .细菌固定化细胞生物反应器，但Fe2+的氧化速率仅为0.36g/(l·h)。以沸石为填料，采用吸附法和气液逆流固定化细菌，Fe2+的氧化速率为0.63g/(l·h)。气液并流固定化细菌对Fe2+的氧化速率可达1.10g/(l·h)。但由于采用软塑料纤维作为填料的反应器结构简单、运行成本低、操作方便、易于控制，可有效避免填料池堵塞。以焦炭为载体，在曝气量为0.5m3/h、喷淋量为1.0 L/h的条件下，成膜后仅12h，Fe2+的氧化率就可达到95.28%，Fe2+的平均氧化率是游离细胞的8倍。以软质塑料纤维为填料，构建了氧化亚铁硫杆菌固定化生物反应器。经过低pH值、高Fe2+浓度的长期驯化，在初始pH=1.6、Fe2+浓度为25 g/L、温度为30℃、进气速率为0.45 m3/h、循环液流速为0.85 L/h的条件下，固定化细胞仅需3d，Fe2+氧化率可达82。Fe2 ++的平均氧化速率为0.29g/(l·h)，固定化细胞达到80%以上氧化速率所需的时间比游离细胞早4天，其平均氧化速率是游离细胞的2.5倍。以沸石为填料、吸附法固定化氧化亚铁硫杆菌生物反应器的运行结果表明，初始pH值为1.6，Fe2+质量浓度为8.58 g/L，气体流量为8.58g/L，在0.45 m3/h、液体流量为0.3L/h、温度为30℃的条件下，Fe2+的氧化率达到94.76%，平均氧化率高达1.22g/(L·h)。固定化细胞的平均氧化速率是游离细胞的9.38倍。狄申等构建了以H-2软填料为载体的固定床生物反应器，Fe2+的最大氧化速率达到7.67g/(l·H)。李老翁用聚乙烯醇、海藻酸钠和结核杆菌的混合物，滴加1% ~ 5% Ca(NO3)2，冷冻形成凝胶小球，用包埋法固定结核杆菌。实验结果表明，在温度为30℃、pH=1.8、稀释率为0.5 L/h的条件下，Fe2+的最大氧化率达到2.90g/(L . h)。实验结果表明，在稀释率为0.4 L/h、运行时间为96 h的条件下，Fe2+的氧化率高达3.45g/(L·h)。以李晓东粉煤灰、腊石环和粘土颗粒为载体，采用培养箱预挂膜和滴滤膜两步膜法固定化了结核杆菌。实验结果表明，粘土颗粒的挂膜活性明显优于其他两种颗粒。5天后，Fe2的脱氧化速率保持在0.2g/(l·h)。王等利用煤矸石作为氧化亚铁硫杆菌的固定化载体，考察了不同用量的煤矸石对细菌生长的影响。在生长周期结束时，分析附着在煤磨石表面的生物量。结果表明，煤磨石作为氧化亚铁硫杆菌的载体是可行的。煤磨石的存在对细菌生长过程中Fe2+氧化的影响最大，其次是pH变化，对电位变化的影响最小。

不同的游离浸出细菌氧化Fe2+的能力不同，完全转化Fe2+所需的时间也不同。游离菌氧化Fe2+的速度有快有慢，导致固定化菌氧化Fe2+的速度不同，不能很好的比较。但是，使用相同的细菌，在相同的条件下，固定化细胞对Fe2+氧化的效果要优于游离细菌。

前景

固定化细胞技术自诞生以来就涉及到食品、医药、化学、化学分析等领域，如今在环保、矿业等诸多领域展现出广阔的发展前景。目前固定化细胞的载体是否有毒及其性能、固定化细胞的机械强度、传质质量、有无杂菌等都需要进一步研究。寻找和开发成本低、效率高、通透性好、性能稳定、安全无毒、固定方法简单易行的载体一直是发展固定化技术的研究方向。同时，难以解决大规模生产中反应器设计不合理带来的放大效率、运行稳定性、管理成本高等问题。只有深入研究生物反应的机理和动力学，进一步优化反应器的设计，以适应大规模、自动化和连续化生产的需要，才能充分体现固定化细胞生物反应器的优势。此外，目前固定化氧化亚铁硫杆菌在矿业领域的应用主要集中在用于烟气脱硫的Fe3+再生上，而用于铁离子浸出的生物再生研究还很少。由于Fe3+在提高浸出率方面的优势，细胞固定化技术在冶金领域的应用将进一步推动生物浸出技术的发展。相信随着生物技术、材料、化学工程等相关学科的发展，固定化细胞技术将会有新的突破和光明的前景。