Mineralske nanopartikler kan potentielt fungere som nanozym-efterligninger, der hjælper svampe med at nedbryde organiske forurenende stoffer

En undersøgelse ledet af Dr. Guanghui Yu fra School of Earth System Science, Tianjin University, dykkede ned i magnetitnanopartiklers rolle som nanozym-efterligninger.

Ved at anvende modellen hvid rådsvamp Phanerochaete chrysosporium undersøgte Le Chang og Guanghui Yu nedbrydningen af ​​4,4'-dichlorbiphenyl (PCB15) med og uden tilstedeværelsen af ​​magnetitnanopartikler. Navnlig understøttede tilføjelsen af ​​disse nanopartikler væsentligt nedbrydningen af ​​PCB15 af Phanerochaete chrysosporium, med nedbrydningshastigheder på henholdsvis 42 % og 84 % efter 3 og 5 dages samdyrkning.

Mikroskopiske vurderinger af svampe-mineralprøver blev yderligere udført af Le Chang og Guanghui Yu ved National Protein Science Research Facility's Beamline BL01B i Shanghai Synchrotron Radiation Facility (SSRF). De observerede magnetitpartikler, der klæber tæt til svampehyfer og udviser ujævn fordeling på hyfeoverflader.

Le Chang og Dr. Guanghui Yu var fascineret af de mekanismer, der ligger til grund for svampe-magnetit-synergien i nedbrydning af forurenende stoffer, og identificerede, at magnetitnanopartikler udviste enzymlignende aktivitet, og mærkede dem som "nanozymer." Denne opdagelse antydede en iboende nanozymatisk aktivitet i magnetitnanopartikler.

Bemærkelsesværdigt var opdagelsen, at samdyrkning af svampen med magnetitnanopartikler betydeligt forøgede nanopartiklernes nanozymatiske aktivitet. Statistisk analyse afslørede en stærk negativ korrelation (r=-0,96, p<0,001) mellem den nanozymatiske aktivitet af magnetit og koncentrationsforholdet af PCB15. Dette understøttede forestillingen om, at hvide rådsvampe øger nanozymaktiviteten af ​​magnetit for at nedbryde PCB15.

For at afdække forviklingerne af interaktionen mellem modelsvampen og magnetitnanopartikler brugte forskerne højopløsnings røntgenfotoelektronspektroskopi (XPS).

Dr. Guanghui Yu forklarede:"Den hvide rådsvamp nedbryde PCB15 ved at øge den nanozymatiske aktivitet af magnetit, som primært var styret af ilt ledige pladser på mineraloverfladen (2-10 nm) snarere end jernkemi. Disse ilt ledige overflader blev overvejende udfyldt. af adsorberede oxygenarter, herunder hydroxylgrupper (-OH) og adsorberet vand."

Sammenfattende kaster disse resultater lys over svampes bemærkelsesværdige modstandsdygtighed og tilpasning under ekstreme forhold, mens de giver ny indsigt i den svampefaciliterede nedbrydning af organiske forurenende stoffer. Denne forskning har konsekvenser for jordrensning i forurenede miljøer.

Værket er publiceret i tidsskriftet Science China Earth Sciences .

Flere oplysninger: Le Chang et al., Grænsefladeprocesser og mekanismer for synergistisk nedbrydning af dichlorbiphenyl af hvidrotsvampe og magnetitnanopartikler, Science China Earth Sciences (2023). DOI:10.1007/s11430-023-1141-x

Journaloplysninger: Science China Earth Sciences

Leveret af Science China Press