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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：1862
我要評論

　　【儀器網(wǎng) 行業(yè)要聞】近年來著力增加，隨著我國工業(yè)化和城市化進(jìn)程的不斷加快智能化，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處理、湖泊等水體建設，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助力各行。據(jù)2019年調(diào)查結(jié)果顯示前來體驗，我國69.5%的湖泊處于富營養(yǎng)化狀態(tài)，高于世界平均水平確定性。
 
　　目前修復(fù)富營養(yǎng)化水體的方法主要包括物理更加廣闊、化學(xué)以及生物法不同需求，其中，以降解污染物為目標(biāo)的微生物技術(shù)由于無二次污染保持穩定、運行成本低總之、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年代支撐作用，由固定化酶技術(shù)發(fā)展而來研學體驗，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最為突出，使其高度富集同時保持較高活性的技術(shù)落實落細。因其具有反應(yīng)速度快、耐毒性能力強發展目標奮鬥、微生物損失少技術先進、產(chǎn)物分離較易、處理設(shè)施規(guī)模小等特點延伸，在環(huán)境工程中得到廣泛應(yīng)用認為，同時也有效促進(jìn)了環(huán)境工程領(lǐng)域的發(fā)展。
 
　　然而新趨勢，雖然固定化微生物技術(shù)在環(huán)境工程領(lǐng)域的應(yīng)用前景十分廣闊反應能力，但目前仍存在一些亟待解決的問題。在成本上學習，固定化微生物技術(shù)成本高昂結構重塑，為了保證較好的處理效果，其載體需要及時而頻繁地進(jìn)行更換應用優勢，加重了成本負(fù)擔(dān)高質量發展，并對運行管理也造成了一定負(fù)面影響。在穩(wěn)定性上高效節能，固定化載體的穩(wěn)定性較弱影響力範圍，容易受力破碎，并且還存在菌體易脫落等問題新創新即將到來。因此邁出了重要的一步，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)設施、材料科學(xué)和組織工程學(xué)的交叉領(lǐng)域需求，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)的過程更優質，即利用活細(xì)胞相對開放、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脫穎而出。
 
　　近年來深入交流研討，一個令人興奮的發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)在人們的視野資料，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廣泛應用。這種依托于信息技術(shù)關註度、精密機械以及材料科學(xué)等多學(xué)科發(fā)展起來的尖端技術(shù)，能夠?qū)⑸锊牧夏男╊I域、活?xì)胞敢於挑戰、活細(xì)菌等生物體、進(jìn)行逐層定位來組裝成一個復(fù)雜的三維活性體建立和完善，并能實現(xiàn)不同的功能組件進(jìn)行空間的組裝提供了遵循，為固定化微生物提供了新思路。然而大型，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服務效率。
 
　　近段時間，中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所吳立新團隊與中科院城市環(huán)境研究所于昌平團隊合作重要意義，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打印墨水統籌發展。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微生物活性功能體體系。
 
　　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%的氨生產製造，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攜手共進。同時共同，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)果表明經過，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)胞活力簡單化，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)用的潛力明確了方向。
 
　　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)菌的生長中系統性，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)菌的生長中增產，廢水處理中固定化功能細(xì)菌的生產(chǎn)和應(yīng)用中大有作用便利性。
 
　　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高產，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)用前景信息化技術。
 
　　(資料參考來源：福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所)
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