En studie ledd av Dr. Guanghui Yu från School of Earth System Science, Tianjin University, grävde ner sig i magnetitnanopartiklars roll som nanozymhärmare.
Med hjälp av modellen vitrötasvamp Phanerochaete chrysosporium undersökte Le Chang och Guanghui Yu nedbrytningen av 4,4′-diklorbifenyl (PCB15) med och utan närvaro av magnetitnanopartiklar. Noterbart, tillsatsen av dessa nanopartiklar stärkte avsevärt nedbrytningen av PCB15 av Phanerochaete chrysosporium, med nedbrytningshastigheter som nådde 42 % och 84 % efter 3 respektive 5 dagars samodling.
Mikroskopiska bedömningar av svamp-mineralprover utfördes ytterligare av Le Chang och Guanghui Yu vid National Protein Science Research Facility's Beamline BL01B inom Shanghai Synchrotron Radiation Facility (SSRF). De observerade magnetitpartiklar som häftade tätt till svamphyfer och uppvisade ojämn fördelning på hyfeytor.
Intresserade av mekanismerna bakom svamp-magnetit-synergin vid nedbrytning av föroreningar, identifierade Le Chang och Dr. Guanghui Yu att magnetitnanopartiklar uppvisade enzymliknande aktivitet och märkte dem som "nanozymer". Denna upptäckt antydde en inneboende nanozymatisk aktivitet inom magnetitnanopartiklar.
Anmärkningsvärt var upptäckten att samodling av svampen med magnetitnanopartiklar avsevärt ökade den nanozymatiska aktiviteten hos nanopartiklarna. Statistisk analys avslöjade en stark negativ korrelation (r=-0,96, p<0,001) mellan den nanozymatiska aktiviteten hos magnetit och koncentrationsförhållandet för PCB15. Detta stödde uppfattningen att vitrötasvampar ökar nanozymaktiviteten hos magnetit för att bryta ned PCB15.
För att avslöja krångligheterna i interaktionen mellan modellsvampen och magnetitnanopartiklar använde forskarna högupplöst röntgenfotoelektronspektroskopi (XPS).
Dr Guanghui Yu förklarade, "Vitrötsvampen bröt ned PCB15 genom att förstärka den nanozymatiska aktiviteten hos magnetit, som främst styrdes av syrevakanser på mineralytan (2–10 nm) snarare än järnkemi. Dessa ytvakanser fylldes till övervägande del av syre. av adsorberade syrearter, inklusive hydroxylgrupper (-OH) och adsorberat vatten."
Sammanfattningsvis belyser dessa fynd svamparnas anmärkningsvärda motståndskraft och anpassning under extrema förhållanden samtidigt som de ger nya insikter om den svamp-underlättade nedbrytningen av organiska föroreningar. Denna forskning har konsekvenser för marksanering i förorenade miljöer.
Arbetet är publicerat i tidskriften Science China Earth Sciences .
Mer information: Le Chang et al, Gränssnittsprocesser och mekanismer för synergistisk nedbrytning av diklorbifenyl av vitrötsvampar och magnetitnanopartiklar, Science China Earth Sciences (2023). DOI:10.1007/s11430-023-1141-x
Journalinformation: Science China Earth Sciences
Tillhandahålls av Science China Press
