閱讀排名更多

企業(yè)直播更多

推薦展會更多

富營養(yǎng)化水體治理新方法光固化3D打印微生物活性體研究獲進(jìn)展

2022-11-15 14:49:37來源：儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞：水體治理閱讀量：1850

　　【儀器網(wǎng) 行業(yè)要聞】近年來，隨著我國工業(yè)化和城市化進(jìn)程的不斷加快，大量含氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì)的工業(yè)廢水和生活污水排入江河、湖泊等水體，導(dǎo)致我國水生態(tài)平衡遭受了嚴(yán)重的破壞，并且終將影響到人們的健康。據(jù)2019年調(diào)查結(jié)果顯示，我國69.5%的湖泊處于富營養(yǎng)化狀態(tài)，高于世界平均水平。

　　目前修復(fù)富營養(yǎng)化水體的方法主要包括物理、化學(xué)以及生物法，其中，以降解污染物為目標(biāo)的微生物技術(shù)由于無二次污染、運行成本低、對周圍環(huán)境影響小等優(yōu)勢得到廣泛關(guān)注和應(yīng)用。

　　固定化微生物技術(shù)誕生于20世紀(jì)70年代，由固定化酶技術(shù)發(fā)展而來，這是一種通過物理、化學(xué)手段將水體中游離分散的微生物和酶等生物催化劑固定在載體中，使其高度富集同時保持較高活性的技術(shù)。因其具有反應(yīng)速度快、耐毒性能力強(qiáng)、微生物損失少、產(chǎn)物分離較易、處理設(shè)施規(guī)模小等特點，在環(huán)境工程中得到廣泛應(yīng)用，同時也有效促進(jìn)了環(huán)境工程領(lǐng)域的發(fā)展。

　　然而，雖然固定化微生物技術(shù)在環(huán)境工程領(lǐng)域的應(yīng)用前景十分廣闊，但目前仍存在一些亟待解決的問題。在成本上，固定化微生物技術(shù)成本高昂，為了保證較好的處理效果，其載體需要及時而頻繁地進(jìn)行更換，加重了成本負(fù)擔(dān)，并對運行管理也造成了一定負(fù)面影響。在穩(wěn)定性上，固定化載體的穩(wěn)定性較弱，容易受力破碎，并且還存在菌體易脫落等問題。因此，固定化微生物技術(shù)至今未能得到廣泛應(yīng)用。

　　3D生物打印技術(shù)處于生命科學(xué)、材料科學(xué)和組織工程學(xué)的交叉領(lǐng)域，是一種能夠直接服務(wù)于生物醫(yī)療行業(yè)的3D 打印技術(shù)，也可以理解為利用含細(xì)胞的“生物墨水”打印活性結(jié)構(gòu)的過程，即利用活細(xì)胞、生長因子、人工生物材料等“生物墨水”精準(zhǔn)可控地打印具有生物功能的組織和器官。

　　近年來，一個令人興奮的發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)在人們的視野，通過3D生物打印技術(shù)能夠在空間定義良好的系統(tǒng)中組合成各種具有不同功能的微生物。這種依托于信息技術(shù)、精密機(jī)械以及材料科學(xué)等多學(xué)科發(fā)展起來的尖端技術(shù)，能夠?qū)⑸锊牧?、活?xì)胞、活細(xì)菌等生物體、進(jìn)行逐層定位來組裝成一個復(fù)雜的三維活性體，并能實現(xiàn)不同的功能組件進(jìn)行空間的組裝，為固定化微生物提供了新思路。然而，制備出具有環(huán)境污染物修復(fù)功能的3D打印微生物活性結(jié)構(gòu)功能體仍未得到充分研究。

　　近段時間，中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所吳立新團(tuán)隊與中科院城市環(huán)境研究所于昌平團(tuán)隊合作，開發(fā)出了一種含有異養(yǎng)硝化細(xì)菌的新型雙網(wǎng)絡(luò)交聯(lián)PEGDA-藻酸鹽-PVA-納米粘土(PAPN)高分子微生物3D打印墨水。研究人員們利用擠出式3D打印技術(shù)，打印了具有去除污水中氨氮的PAPN微生物活性功能體。

　　這種3D打印生物活性功能體可在12小時內(nèi)有效去除96.2±1.3%的氨，并且由于生物支架內(nèi)部細(xì)菌的生長，重復(fù)使用后去除率會增加。同時，能夠在沒有培養(yǎng)基的情況下在室溫下將生物支架保存168小時仍保持微生物活性以去除氨。該項實驗結(jié)果表明，基于可見光的3D打印程序可以為大多數(shù)細(xì)菌保持高細(xì)胞活力，并且3D生物支架的多孔結(jié)構(gòu)可以讓營養(yǎng)物質(zhì)滲透到細(xì)菌的生長中，展示了雙交聯(lián)PAPN 3D生物支架在廢水處理中固定化功能細(xì)菌的生產(chǎn)和應(yīng)用的潛力。

　　3D生物支架的多孔結(jié)構(gòu)可以讓營養(yǎng)物質(zhì)滲透到細(xì)菌的生長中，展示出了雙交聯(lián)PAPN 3D生物支架在廢水處理中固定化功能細(xì)菌的生產(chǎn)和應(yīng)用的潛力。并且該3D生物支架的多孔結(jié)構(gòu)可以讓營養(yǎng)物質(zhì)滲透到細(xì)菌的生長中，廢水處理中固定化功能細(xì)菌的生產(chǎn)和應(yīng)用中大有作用。

　　盡管目前仍然存在著一定的問題和挑戰(zhàn)，但相信隨著研究的不斷深入，3D打印微生物活性體在不久的將來將具有更好的性能和更廣闊的應(yīng)用前景。

　　(資料參考來源：福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所)

上一篇：柔性觸覺傳感器研究新進(jìn)展賦予機(jī)器人敏銳的“觸感”

下一篇：石墨烯+超導(dǎo)量子干涉裝置？為量子和超導(dǎo)研究提供新思路

版權(quán)與免責(zé)聲明：1.凡本網(wǎng)注明“來源：儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-興旺寶合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來源：儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。 2.本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它來源（非儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點或和對其真實性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。 3.如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。

全部評論

昵稱驗證碼匿名

文明上網(wǎng)，理性發(fā)言。（您還可以輸入200個字符)

表情

所有評論僅代表網(wǎng)友意見，與本站立場無關(guān)

相關(guān)新聞更多

工具制造的五大難題，3D打印如何輕松化解？Stratasys帶你走進(jìn)未來制造
增材制造的核心優(yōu)勢在于“按需制造”。與傳統(tǒng)減材制造(如CNC加工)不同，3D打印通過逐層堆積材料來構(gòu)建物體，幾乎不產(chǎn)生材料浪費。

2025-02-18 09:46:23

14944
三部門聯(lián)合發(fā)布《農(nóng)村黑臭水體治理工作指南》
為學(xué)習(xí)運用“千萬工程”經(jīng)驗，深入打好農(nóng)業(yè)農(nóng)村污染治理攻堅戰(zhàn)，指導(dǎo)各地組織開展農(nóng)村黑臭水體治理工作，解決農(nóng)村突出水環(huán)境問題，推動工作取得實效，日前，生態(tài)環(huán)境部會同水利部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部等部門印發(fā)《農(nóng)村黑臭水體治理工作指南》。

2024-01-24 14:58:30

1189
用3D打印來打鐵激光賦予金屬更多可能
據(jù)悉，英國劍橋大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一個小組，開發(fā)出了一種新的3D打印金屬方法，可以在打印的過程中將結(jié)構(gòu)變化“寫入”金屬合金中，從而讓它們發(fā)出更多的性能，就像古老的“加熱鍛打”工藝一樣。

2023-10-31 14:59:29

1526
3D打印打開市場新方向打印耗材或?qū)⒊蔀橄乱粋€競爭風(fēng)口
時至今日，3D打印已經(jīng)是一項非常成熟的技術(shù)，并且在許多領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。相較于傳統(tǒng)制造業(yè)，這種將數(shù)字模型直接轉(zhuǎn)化為實際物理對象的手段，也賦予了行業(yè)許多便利，打開了新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向。

2023-04-06 16:08:51

3803
微生物還能造“肉” 合成生物技術(shù)為食品領(lǐng)域打開新思路
事實上，近幾年，隨著合成生物技術(shù)的不斷發(fā)展，關(guān)于人造肉的部分問題開始被慢慢解決，而這種新技術(shù)下誕生的新食物，似乎也在特定市場被寄予厚望。

2023-02-23 16:14:01

3861
3D打印的食物究竟靠不靠譜？科技逐漸滲入日常生活
3D打印對我們來說早已不再陌生，但是，利用3D打印來“打印”出各種糕點、巧克力等食品的事，你有聽說過嗎？

2022-04-21 13:39:29

2717