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饶义剑教授团队在Chemical Engineering Journal发表基于天然产物仿生光催化降解四环素的研究成果

来源:   饶义剑发布时间 :2021-02-05  点击量:

近期,我校cq9跳高高游戏网站饶义剑教授团队在抗生素降解方面取得重要进展,研究成果“Easily Fabricated HARCP/HAp Photocatalyst for Efficient and Fast Removal of Tetracycline under Natural Sunlight”正式发表于Chemical Engineering Journal (IF = 10.652) https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.128620)。

随着医药和工业的迅速发展,大量抗生素被开发以用于治疗各类感染性疾病。同时,由于抗生素的广泛使用甚至滥用,导致大量废弃的抗生素直接排放到水环境中,这些抗生素因其毒性和耐药性而对生物体构成威胁。其中,四环素(TC)是在水环境中检测频率最高的一种抗生素,在水体中的浓度最高可达158 μg/L。因此,去除水体中的四环素仍然是科学家们关注的问题。

饶义剑教授团队利用天然产物尾孢菌素(CP)在光照下可以侵染植物叶片这一自然现象,通过生物液态发酵法制备了大量的尾孢菌素,并将其应用于自然光下的四环素降解中。首先,筛选了不同种类的商业可得的负载材料,结合实验数据选取羟基磷灰石(HAp)作为负载材料。其次,通过对不同尺寸的蜘蛛状手臂进行结构改造,其中,带有6个“乙酰化手臂”的HARCP不仅增强了其光敏性,而且可以紧密吸附在HAp材料上,即使经过多次循环实验也不会泄漏。在温和条件下制备的HARCP/HAp复合材料具有很高的TC光降解活性,在10 min可基本完全降解四环素;同时该材料也具有良好的可重复使用性和稳定性,重复使用3次后催化剂性质与催化效果仍无明显变化。最后,这种新型光催化体系可以有效地去除在自然光照下实际浓度为158 μg/L5 L溶液。本研究将天然产物的衍生物巧妙地结合到污染物降解领域,为进一步扩大天然产物的应用提供了另一种途径。

图一. 天然产物尾孢菌素的手臂设计原则


饶义剑教授为该论文的通讯作者,2017级博士生陆柳伸、张艳副教授、袁振波助理研究员以及无锡市人民医院的徐进宇为该论文的共同第一作者。上述研究工作得到了国家重点研发计划项目(2018YFA0901700)、中央高校基本科研经费项目(JUSRP12015)、中国博士后科学基金项目(2020M671329)和江苏省博士后科研计划项目(2020Z383)的资助。

图二. 天然产物尾孢菌素衍生物仿生光降解抗生素

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