相互透的网络水凝的天然生物墨水模仿细胞外聚合物质,用于控制水污染的微生物固定
Danyang Wang1, Xiao-Yan Li2, Anjie Li1
1Key Laboratory of Water and Sediment Sciences of Ministry of Education / State Key Laboratory of Water Environment Simulation, School of Environment, Beijing Normal University, Beijing, 100875, China.
Environmental research
|August 28, 2024
概括
这项研究引入了一种由藻酸盐 (SA) 和丝纤维素甲基 (SilMA) 制成的新型双成分生物墨水,用于生物打印水凝. 这项创新增强了生物固定化,以有效控制水污染,提高了稳定性和细菌活力.
科学领域:
- 生物技术是生物技术.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 环境工程 环境工程
背景情况:
- 人工生物制造为控制水污染提供了前景,但目前的生物固定化技术的生产率低,机械强度差.
- 生物打印技术为按需生产生物活性结构提供了一种新的方法,解决了传统生物固定方法的局限性.
研究的目的:
- 开发一种使用藻酸盐 (SA) 和丝纤维素甲基 (SilMA) 的双成分生物墨水,用于生物打印互穿网络 (IPN) 水凝.
- 提高水凝的机械强度,结构稳定性和生物活性,用于控制水污染的应用.
主要方法:
- 使用SA和SilMA开发了一种双组件生物墨水,模仿有氧颗粒污泥组件.
- 通过SA和SilMA的物理和共价交联制造的IPN水凝珠.
- 使用超声波预处理来增强分子间链纠和SilMA中的β-sheet含量.
主要成果:
- 与SA水凝 (>60%) 相比,SA/SilMA IPN水凝表现出优异的结构稳定性和减少胀 (<20%).
- 添加SilMA提高了机械稳定性,减少了水凝膨胀和SA损失,而SA控制了SilMA自组装,改善了大规模运输.
- 封装细菌显示出令人满意的增殖和活力 (μmax 1.492.18 d-1),IPN生物水凝有效地从合成废水中去除污染物.
结论:
- 新的SA/SilMA IPN水凝生物打印策略为控制水污染的生物固定提供了一个有希望的解决方案.
- 这种方法通过提供增强的机械性能和生物活性来克服现有的生物不动化技术的局限性.
- 开发的生物水凝适用于环境应用,特别是处理含盐度高的废水.
