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新型生物催化膜能高效稳定地去除痕量污染物

导读即使在微量条件下,内分泌干扰物、农药和药物等微污染物也会对公众健康和水生生态系统产生有害影响。由于酶催化和膜分离的结合,生物催化膜

即使在微量条件下,内分泌干扰物、农药和药物等微污染物也会对公众健康和水生生态系统产生有害影响。由于酶催化和膜分离的结合,生物催化膜具有很高的微污染物去除效率。

在生物催化膜的制造中,同时实现长期稳定性和高催化效率仍然是具有挑战性的。受细胞膜结构流体镶嵌模型的启发,中国科学院过程工程研究所万教授领导的研究团队制备了一种新型的具有高酶活性和稳定性的生物催化膜,可去除痕量污染物。该研究发表于《化学工程杂志》年11月28日。

研究人员通过对纳滤膜支撑层的三维修饰,调节膜的结合强度,从而调节固定化酶的流动性。

采用贻贝启发式涂层对纳滤膜的整个支撑层进行改性(称为三维改性),然后通过反向过滤将漆酶非共价地限制在改性的纳滤膜中。

教授:“漆酶可以稳定分布在纳滤膜的三维修饰支撑层中,分布均匀,酶负载量高,储存稳定性超高。此外,改性纳滤膜可用于不同酶的固定化。”药丸。

更好的是,这种贻贝启发的三维修饰策略增强了膜对酶的限制强度,而对底物和产物的传质阻力几乎没有增加,这有效地延迟了酶的泄漏,并给予酶一定水平的酶。从而实现高效催化。

结合强度最好的生物催化膜在7次重复使用循环和36小时连续运行去除微污染物的过程中表现出较高的催化活性和长期稳定性。

研究人员还提出了一种简单的固定化酶迁移率量化方案,能够准确反映修饰膜的结合强度和生物催化膜的催化性能。

此外,改性膜可用作酶储存和控制释放装置,用于反应和给药。IPE的罗教授说:“这项工作不仅为固定各种酶、制备优良的生物催化膜提供了多功能平台,也为设计膜中酶的最佳封闭环境提供了指导,从而促进了膜的潜在应用。生物催化膜可以在小范围内增强生物转化、药物输送和生物传感器的功能。”

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