2022-03-23 14:57

单细胞分析显示金属吸附的异质性

Single-cell analysis reveals heterogeneity in me<em></em>tal adsorption

生物吸附是指通过将污染物吸附到生物材料的表面来去除污染物。与传统分离技术相比,该技术具有良好的环境效益和经济效益。包括筑波大学的一名研究人员在内的一组科学家分析了Galdieria sulpharia藻类与贵金属的相互作用,以更好地理解生物吸附过程。他们的研究结果发表在《危险材料杂志》上。

环境中已检测到微量的贵金属,包括金、铂和钯,而相关的健康和生态风险尚未得到充分了解。用标准的方法去除这些金属是有挑战性的,因为其他浓度一般较高的污染物元素——例如铁和铜——提供了竞争。

生物吸附是一种潜在的替代方法,通过回收昂贵的元素也可以带来经济效益。因此,了解和优化贵金属的生物吸附是一个重要的研究领域。

大量的数据集考虑了吸附效率和容量的生物材料已经积累。然而,到目前为止,这些发现是在整个细胞群上平均的,还不可能在单细胞水平上评估吸附。

现在,团队结合x射线吸收精细结构(XAFS)谱,这已经被用于分析金属吸附的方式到细胞单细胞电感夫妇等离子体质谱法(scICP-MS)提供细胞群的行为之间的联系和的性质的金属和细胞之间的相互作用细胞表面。

“结合XAFS和scICP-MS,并使用较低的金属浓度,意味着我们可以非常近距离地观察细胞表面发生的特定相互作用,”第一作者Ayumi Minoda教授解释说。“我们发现,吸附的金属数量取决于所研究的金属和溶液的酸度。”

在低酸性条件下,金、铂和钯都吸附到细胞上。发现金与细胞表面的含硫基团相互作用,而铂和钯同时与含硫基团和含氮基团相互作用。

有趣的是,在高酸度下,只有金和钯吸附在细胞上,而且只与硫相互作用。钯吸附池的分布格局——吸附钯的池数和吸附钯的数量都发生了剧烈的变化。这是第一个将这种相互作用与细胞群体行为的变化联系起来的报告,并清楚地证明了不同环境条件下的不同吸附机制。

米诺达教授说:“这一发现有望对未来的细胞表面工程做出贡献,以增强金属吸附。”“优化生物衍生贵金属吸附剂的性能,有望显著提高金属回收和修复的环境可持续性。”