重金属是世界范围内最常见的污染物之一，对环境和公众健康造成严重危害。这些金属通常是通过物理化学方法从受污染的水中去除的，这种方法成本高，对低浓度污染物的效率低，而且通常不允许回收金属。利用微生物或其分离的细胞外聚合物质(EPS)可以克服这些限制。蓝藻可以释放具有阴离子性质和其他有趣特性的多糖(RPS)到培养基中，使这些聚合物具有生物技术应用前景。基于这些生物和/或其RPS的金属去除系统可以通过细胞的主动吸收(生物积累)和/或阳离子到细胞表面的被动生物吸附或释放的多糖(通常通过离子交换)来去除金属。

图1所示。扫描电镜(C)观察单细胞海洋蓝藻Cyanothece sp. ccy0110 (A)及其分离和冻干后释放的多糖- RPS (B)。

蓝杆菌sp. ccy0110是一种单细胞和海洋蓝藻，以前被证明是一种高效的RPS生产者，用于阐明哪个培养部分(活细胞/死细胞或分离的RPS)参与去除污染水中常见的铜，铅和镉等重金属。在所有情况下，RPS是金属去除的关键参与者，这表明生物修复主要通过生物吸附发生。一些铜也积累在细胞内，因为这是细胞代谢必不可少的金属。

图2所示。金属去除试验(铜)使用单细胞海洋蓝藻Cyanothece sp. ccy0110的活细胞+ RPS，死细胞+ RPS或仅分离的RPS。

然而，如前所述，这些细胞显示出金属毒性的迹象。一般来说，用酸或碱性溶液预处理RPS成功地增加了金属的去除量。即使所有金属同时存在，就像废水中常见的那样，两种预处理都增加了金属的去除率，特别是铜。此外，我们的结果表明离子交换不是生物吸附的主要机制。此外，连续向RPS中添加铜和镉表明，这些金属的结合位点并不相同，并且当第一种金属附着在聚合物上时，聚合物中会发生构象变化，从而使第二种金属更有效地结合。参与金属结合过程的RPS官能团主要是羧基和羟基。

这项研究产生的知识将有助于实现基于低成本和环保选择的重金属去除系统，如生产eps的蓝藻或其分离的聚合物。

Rita Gil Vasconcelos Mota
i3s -波尔图大学，波尔图，葡萄牙波尔图，instituto de investigato a o e inov o em Saúde
ibm -分子细胞生物学研究所，波尔图大学，波尔图，葡萄牙
葡萄牙波尔图波尔图大学生物学系Ciências

出版物

重金属和蓝藻:走向生物修复
Mota R, Pereira SB, Meazzini M, Fernandes R, Santos A, Evans CA, De Philippis R, Wright PC, Tamagnini P
manbetx登录下载科学地图集，2016年2月19日

Cyanothece sp. ccy0110释放多糖(RPS)作为重金属生物修复的生物吸附剂:金属与RPS结合位点的相互作用。
莫塔R, Rossi F, Andrenelli L, Pereira SB, De Philippis R, Tamagnini P
apple Microbiol biotechnology, 2016年9月

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