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FESE | 前沿研究:铬负载的混合金属氧化物选择性靶向吸附和灭活抗生素耐药细菌
发布时间: 来源: 环境前沿

  原文链接(点击“阅读原文”直接获取)

  https://journal.hep.com.cn/fese/EN/10.1007/s11783-021-1502-7

  文章出版:Front. Environ. Sci. Eng. 2022, 16(6): 68

原文信息

  题目:

  Selective targeted adsorption and inactivation of antibiotic resistant bacteria by Cr-loaded mixed metal oxides

  作者:

  Yanlin Li1, Bo Wang (✉)2,3, Lei Zhu1, Yixing Yuan1, Lujun Chen4, Jun Ma (✉)1

  作者单位:

  1 Harbin Institute of Technology, China

  2 Tianjin University of Technology, China

  3 Jiangsu Yihuan Group Co., Ltd., Yixing 214206, China

  4 Tsinghua University, China

  通讯作者邮箱:

  wangbo23@hotmail.com (B. Wang)

  majun@hit.edu.cn (J. Ma)

  关键词:

  Heavy metal adsorption (重金属吸附);

  Magnetic hydrotalcite (磁性水滑石);

  ARBs removal (去除抗生素耐药细菌);

  Cr(VI)-MMOs combined antibacterial activity (铬负载混合金属氧化物的联合抗菌活性)

文章亮点

  • 采用超声辅助一步共沉淀法合成LDHs(层状双氢氧化合物,俗称水滑石)和MMOs(混合金属氧化物);

  • MMOs表现出最佳的同时去除Cr(VI)和E. coliNDM-1;

  • 提出了Cr(VI)-MMOs的可能抗菌途径。

文章简介

  本文提供了一种基于Cr的MMOs的新型高效细菌捕获纳米复合材料。为了提高MMOs对重金属的吸附能力和稳定性,采用超声辅助共沉淀法合成了磁性掺杂的MMOs,负载Cr的MMOs具有良好的多功能性和稳定性,可确保重金属不会释放到环境中。Cr负载量为19.70 mg/g的Cr-MMOs具有最佳的杀菌效果。Cr(VI)可以专门与细胞膜的胆碱基团结合,从而帮助MMOs有效地捕获E. coliNDM-1,并对细胞膜进行物理破坏。此外,Cr(VI)与酶相互作用,破坏细胞的蛋白质结构,最终导致大肠杆菌死亡。在物理和化学反应的共同作用下,Cr(VI)-MMOs实现了细菌的高灭活能力。此外,Cr-MMOs中的金属元素在失活后仍然稳定在初始价,这保证了重金属和细菌的同时高效去除。

文章摘要图

编委点评

  虽然环境中有害重金属和ARBs的含量较低,但目前还没有针对这两种污染物的水处理工艺。一旦有害重金属和ARBs流入水中并共存,就会使水体的处理和恢复更加困难。本文提供了一种基于Cr的MMOs的新型高效细菌捕获纳米复合材料。Cr(IV)可以通过靶向脂质双层并穿过细菌细胞膜来快速定位ARBs,而Cr(III)不渗透。在这项研究中,选择了重金属Cr来表面改性MMOs。同时,其对ARBs的去除也得到了显著改善,表现出增强的特异性选择性和灭菌性。在物理和化学反应的共同作用下,实现了重金属和细菌的同时高效去除,允许在实际应用中循环使用吸附剂,具有广阔的应用前景。

  编者|曹曼曼

  点评|王飞

致  谢

  王飞,北京师范大学教授,FESE青年编委。研究方向为污染物的环境行为及生物学效应、纳米材料在土壤修复中的应用、催化氧化技术,主持国家优秀青年基金等项目,以第一/通讯作者在Environmental Science & Technology、Geochimica et Cosmochimica Acta、Journal of Hazardous Materials等国际环境领域主流期刊上发表论文70余篇。个人主页:

  http://envfaculty.bnu.edu.cn/Public/htm/news/5/132.html

  曹曼曼,女,22岁,北京科技大学能源与环境工程学院2020级环境科学与工程硕士生,导师为王飞教授,研究方向为污染物的环境行为及生物学效应。

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责任编辑:施惠文

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