雄黄为四硫化四砷(As4S4)含量超过90%的天然砷化合物。在古代中国与印度医学中,雄黄通常被作为药物治疗多种疾病。近年来,体内外实验证实雄黄可有效治疗多种形式的癌症。药用雄黄的传统制备方法包括酸提、煅烧,膜分离,以及机械研磨,然而,药用雄黄水溶性低、胃肠道吸收差、毒性高,以及生物利用度低的缺点严重限制了它的临床应用。生物浸出技术是近年来发展起来的一项湿法冶金技术,我们将这一技术与药用雄黄制备交叉融合,利用天然嗜酸微生物对雄黄进行微生物浸出。最近的研究证实：氧化亚铁硫杆菌作用雄黄的浸出液在体内外实验中均显示很强的抗癌活性。相比传统制备方法,雄黄的生物浸出能显著增强雄黄的可溶性和生物利用度,并且该方法具有效率高,环境友好度高,低成本的特性。论文测定了亚铁离子与元素硫在单一和混合能源中生物浸出雄黄的效率。在所有设定的浸出条件下,A. ferrooxidans BY-3显著增强雄黄的溶解。而且,在只有亚铁离子存在的浸出体系中砷的浸出效率要高于其它浸出实验组。在不添加任何能源的实验组中有较高的砷浓度浓度的,这一浸出砷浓度水平高于培养基中只有硫的浸出体系,但是低于培养基中添加了亚铁离子与元素硫的浸出体系。线性和非线性模型拟合了实验数据,非线性模型显示生物浸出雄黄存在砷的溶出与移除的双效作用,而在线性模型中只存在缓慢的浸出,而没有明显砷的移除现象。在A. ferrooxidans BY-3对雄黄的生化改性研究中,通过SEM/EDS, XRD, Raman对生物浸出后的雄黄矿物表面特征,以及A. ferrooxidans BY-3粘附于雄黄表面的行为的分析,显示雄黄改性前后均未发现副雄黄的光谱,不存在雄黄的光化现象；同时,雄黄中所含有的少量As2O3在溶解于浸出体系之后,被菌株生物转化作用转化为低毒性的As(Ⅴ)。从而证实了生物浸出技术可有效解决传统雄黄炮制与贮存所面临的两大难题：氧化与光化作用对雄黄品质与药效的不利影响。在A. ferrooxidans BY-3生物浸出雄黄环境参数的优化研究中,通过实验数据和线性模型的分析,确定了雄黄生物浸出的最优条件为：pH1.5,35℃,20%接种量,亚铁浓度1.0g/L,矿浆密度1.5%w/v。在抗砷菌株A. ferrooxidans BY-3细胞表面化学研究中,TEM测定了A.ferrooxidans BY-3菌细胞表面存在吸附的颗粒物质,经XRD分析证实为Fe3+复合物[Fe3O4, KFe33+(SO4)2(OH)6,等]及含砷物质[KAsO3, Na2(H2As40g)],表明A. ferrooxidans BY-3对浸出体系中可溶性砷具有极强的吸附能力；FT-IR光谱显示A. ferrooxidans BY-3的表面含有多种的化学基团如-OH或-NH、-CH、-CN、蛋白的酰胺Ⅰ类-CONH-、蛋白的酰胺Ⅱ类-CONH-、-COOH、-CN、C-O、-CH。A. ferrooxidans BY-3细胞表面存在的这些化学基团在生物吸附中发挥重要作用。在系统生物学思想指导下,论文应用生物信息学方法设计并初步构建了A.ferrooxidans生物浸出数据整合系统(DISBAf),包括生物浸出基质数据库(DBS),生物浸出相关金属离子螯合蛋白数据库(MIRP), A.ferrooxidans生物信息数据库(Af-info),嗜酸菌菌种数据库(DAf),以及生物浸出动力学模型数据库(DDMB),为进一步实现A.ferrooxidans生物浸出雄黄体系的计算机仿真,建立了研究平台。