新研究发现矿物纳米颗粒可能充当纳米酶模拟物

该研究由天津大学地球系统科学学院于光辉博士领导。这项研究由Le Chang 和Guanghui Yu 进行，深入探讨了磁铁矿纳米粒子作为纳米酶模拟物的作用。Le Chang和Guanghui Yu利用模型白腐真菌Phanerochaete chrysosporium研究了在磁铁矿纳米颗粒存在和不存在的情况下4,4'-二氯联苯(PCB15)的降解情况。值得注意的是，这些纳米颗粒的添加显着增强了黄孢原毛平革菌对 PCB15 的分解，共培养 3 天和 5 天后，降解率分别达到 42% 和 84%。

Le Chang 和Guanghui Yu 在上海同步辐射装置(SSRF)内的国家蛋白质科学研究设施的光束线BL01B 进一步对真菌矿物样品进行了显微评估。他们观察到磁铁矿颗粒紧密粘附在真菌菌丝上，在菌丝表面表现出不均匀的分布。

Le Chang和Guanghui Yu博士对真菌-磁铁矿协同作用降解污染物的机制很感兴趣，他们发现磁铁矿纳米粒子表现出类似酶的活性，并将它们标记为“纳米酶”。这一发现表明磁铁矿纳米颗粒内固有的纳米酶活性。值得注意的是，真菌与磁铁矿纳米颗粒的共培养显着增强了纳米颗粒的纳米酶活性。统计分析表明，磁铁矿的纳米酶活性与PCB15的浓度比之间存在很强的负相关性(r =−0.96，p <0.001)。这支持了白腐真菌增强磁铁矿纳米酶活性以降解 PCB15 的观点。

为了揭示模型真菌和磁铁矿纳米颗粒之间复杂的相互作用，研究人员采用了高分辨率 X 射线光电子能谱 (XPS)。于光辉博士解释说：“白腐真菌通过增强磁铁矿的纳米酶活性来降解 PCB15，这主要是由矿物表面(2-10 nm)上的氧空位而不是铁化学决定的。这些表面氧空位主要被填充通过吸附氧物质，包括羟基 (-OH) 和吸附水。”

总之，这些发现揭示了真菌在极端条件下卓越的恢复能力和适应能力，同时为真菌促进有机污染物的降解提供了新的见解。这项研究对污染环境中的土壤修复具有重要意义。