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新型生物催化膜可有效 稳定地去除微量污染物

内分泌干​​扰物,杀虫剂和药物等微污染物即使在微量条件下也对公共卫生和水生生态系统产生有害影响。由于酶催化和膜分离的整合,生物催化膜表现出高的微污染物去除效率。

同时实现长期稳定性和高催化效率在生物催化膜制造中仍然具有挑战性。受细胞膜结构的流体镶嵌模型启发,中国科学院过程工程研究所(IPE)的万银华教授领导的研究小组制备了一种新型的具有高酶活性和稳定性的生物催化膜,可去除微量污染物。该研究于11月28日发表在《化学工程杂志》上。

研究人员调整了膜的约束强度,从而通过对纳滤膜支持层的三维(3-D)修饰来调节固定化酶的迁移率。

施加贻贝启发性涂层来修饰纳滤膜的整个支撑层(称为3-D修饰),随后通过反向过滤将漆酶非共价限制在修饰的纳滤膜中。

教授说:“漆酶可以稳定地分布在纳滤膜的3-D修饰支撑层中,具有均匀的分布,高酶负载和超高的存储稳定性。此外,修饰的纳滤膜可用于不同的酶固定化。”丸。

更好的是,这种以贻贝为灵感的3-D修饰策略增强了膜对酶的限制强度,而对底物和产品的传质阻力几乎没有增加,这有效地延迟了酶的泄漏,同时赋予了酶一定水平的酶。流动性以实现高效催化。

所制得的具有最佳约束强度的生物催化膜在七个重复使用循环和36小时连续运行以去除微污染物的过程中显示出高催化活性和长期稳定性。

研究人员还提出了一种简单的方案来定量固定化酶的迁移率,该方案可以准确反映改性膜的约束强度以及生物催化膜的催化性能。

此外,修饰的膜可以用作酶储存和可控的缓释装置,用于反应和给药。IPE的罗建全教授说:“这项工作不仅为固定各种酶和制备优异的生物催化膜提供了一个多功能的平台,而且还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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