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UCLA纳米科学家开发出一种从水中去除污染物的更好方法

时间：2021-11-22 14:25:00 来源：

UCLA的Leonard Rome，Meng Wang，Danny Abad，Valerie Kickhoefer和Shaey Mahendra发现纳米级“拱顶”含酶在清洁污染水中有效。

通过使用填充有酶的纳米颗粒，来自加州大学植物的研究人员开发了更安全，更快的方式来消除水中的污染物。

来自UCLA加州纳米系统研究所的研究人员已经发现了一种使用酶去除来自水的污染物的新方法，这些污染物能够一次性消除多种污染物，并尽量减少对公共卫生和环境的风险。

提前可能是努力满足世界对饮用，灌溉和娱乐用途的清洁水需求的重要新一步。

目前的方法需要多个步骤，并涉及对热，阳光或电力反应的化学品。以前表明，可以使用天然存在的细菌和真菌的酶活性来清洁污染水，这将污染物分解成无害化学成分。但这种方法携带将危险生物释放到水中的风险。

由Shaey Mahendra领导的团队开发的新的UCLA技术，包括民间环境工程教授，伦纳德罗马，生物化学和CNSI副主任伦纳德罗马，是该方法的变化。研究人员将酶放入名为“拱顶”的纳米级粒子中，然后将微小的颗粒沉积到污染的水中。

它们的方法在ACS Nano发表的一篇文章中描述。

Mahendra表示，水中的微生物过程是生物降解的自然体系的一部分最终会在我们的水中分解污染，但只在很长一段时间内。

“天然微生物是为什么世界仍然仍然覆盖恐龙粪便，”马德拉说。“但是我们的星球上没有时间或房间忽视污染的湖泊和河流几百年，而自然就是这样做。”

纳米级拱顶是微小的颗粒 - 仅仅是米的亿米 - 形状像啤酒桶。Mahendra表示，新方法是有效的，因为拱顶保护酶，当放入受污染的水中时保持完好无损。

科学家使用称为锰过氧化物酶的酶测试该方法。他们发现，在24小时的时间内，由于酶在不使用拱顶的情况下，酶在水中滴入水时，穹窿将从水中取出三倍。

他们还发现，因为锰过氧化物酶在拱顶内部保持稳定，所以它仍然能够在48小时后从水中除去苯酚。在7 1/2小时后，通过过氧化锰在完全无活性。

1980年代，由罗马和南希·凯瑟哈发现的蛋白质构建并存在于几乎所有生物的细胞中的穹窿纳米粒子在20世纪80年代被罗马和Nancy Kedersha发现。每个人类细胞含有数千个拱顶，本身含有其他蛋白质。但罗马和他的同事最终设计了一种建立空穹窿的方法，可用于将药物递送给特定的细胞，以对抗癌症，艾滋病毒和其他疾病。

该研究有助于加油液可持续L.A的目标。大挑战，校园倡议倡议将洛杉矶地区过渡到100％可再生能源，当地水和2050年增强的生态系统健康。Mahendra还在帮助制定可持续L.A的工作计划。

Mahendra表示，新技术可以在几年内进行扩展，以便在污染湖泊和河流中的商业用途，并且可以将拱顶添加到膜过滤单元中，并容易地结合到现有的水处理系统中。含有几种不同的生物降解酶的拱顶可能从同一水源中潜在地去除几种污染物。

罗马说，他们不太可能对人类或环境构成风险，因为拱顶在这么多物种的细胞中生长。

含有用于新研究的锰过氧化物酶的拱顶由由罗马合作的副研究员valerie Kickhoefer领导的团队建造。也为研究的贡献是Mahendra实验室的研究生孟王，以及UCLA工作人员研究助理Danny Abad。

研究中的电子显微镜在CNSI的电子成像中心进行纳米载体。该研究得到了战略环境研发计划（奖励ER-2422）和UCLA民事和环境工程系的支持。

出版物：孟旺，等，“保险库纳米粒子用酶作为一种有效的污染物生物降解技术，”ACS Nano“，2015,9（11），PP 10931-10940; DOI：10.1021 / ACSNANO.5B04073

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