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饶义剑教授团队在Journal of Hazardous Materials发表基于天然产物仿生光降解水中污染物和致病菌的最新研究成果

来源:生物工程学院   图文:饶义剑 审核:周云龙发布时间 :2021-07-06  点击量:

近期,我校生物工程学院饶义剑团队在基于天然产物仿生光降解水中污染物和致病菌方面取得了重要进展,研究成果“A bioinspired cercosporin/polymethylmethacrylate photocatalyst with high efficiency for decontamination of pharmaceuticals and pathogens”在线发表于Journal of Hazardous Materials(Q1,IF =10.588)。

随着现代医药工业的迅速发展,使人们的生活水平得到了不断提高。然而现代医药工业中大量医药废水的排放不仅污染饮用水,而且也导致大量耐药菌的形成,严重影响了人类生命健康。为了解决水体中药物及病原菌的污染,光催化降解技术以低能耗、高效率的优势已成为目前环境水污染治理和修复的研究热点。

饶义剑教授团队利用前期开发的真菌来源的苝醌类天然产物尾孢菌素特有的优异光敏性(Zhou,et al,2021,Microbial Cell Factories;Li, et al, 2019,Green Chemistry;Tang, et al, 2019,J Catalysis;Li, et al, 2021,J Catalysis),仿生将尾孢菌素与大孔吸附树脂进行结合,形成一种新型的光催化剂(CP/PMMA),它可以无选择性地利用太阳光高效快速光降解水体中残留的不同类型药物分子,包括加替沙星,莫西沙星,氧氟沙星,恩诺沙星,司帕沙星,环丙沙星,磷酸氯喹,甲氧苄啶等。此外,CP/PMMA也表现出优异的抑制和降解致病菌金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)生长的活性。更重要的是,这种新型光催化剂CP/PMMA经过多次重复使用后依然能够保持着良好的稳定性与催化活力,这为环境水污染治理和修复提供了新技术。

图1.天然产物尾孢菌素在仿生光降解水污染中残留药物和致病菌的应用

图2.天然产物尾孢菌素在仿生光降解水污染中残留药物和致病菌的作用机制


此外,饶义剑教授团队前期通过对天然产物尾孢菌素进行结构修饰改造,获得了光催化能力更强的新型催化剂六乙酰基尾孢菌素(HARCP),通过将其负载在羟基磷灰石(HAP)上制备复合光催化剂HARCP/HAP,可以快速降解水体中的四环素,是目前文献报道中光降解四环素最节能和降解时间最短的光催化剂 (Lu,et al,2021,Chemical Engineering Journal)以上这些研究将天然产物尾孢菌素巧妙应用在水体污染物降解领域,为进一步拓展天然产物的应用提供了新思路和新方法。

2017级博士生吴雅雯与陆柳伸为该论文的共同第一作者,饶义剑教授为该论文的通讯作者。上述研究工作得到了国家重点研发计划(2018YFA0901700),江苏省自然科学基金(BK20202002),中央高校基本科研业务费专项资金(JUSRP12015),中国博士后基金(2020M671329),江苏省博士后科研基金计划项目(2020Z383),以及江苏省研究生研究与实践创新项目(KYCX18_1789)等基金资助。



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