微藻细胞表面的生物物理特性

碳汇土壤课程 2024-06-10 11:54:28

微藻在生产生物燃料等有价值的分子方面表现出巨大的潜力,但它们的大规模生产面临挑战,由于它们在水中的浓度低,收获成本特别高,需要进行大量处理。虽然已经提出了离心和过滤等方法,但它们的效率和成本效益有限。

浮选法是利用气泡将微藻浮上水面的一种可行方法,但气泡和细胞之间的相互排斥作用可能会影响其有效性。我们小组之前的研究提出使用两亲性壳聚糖衍生物多辛基壳聚糖(PO-壳聚糖)来功能化溶气浮选中使用的气泡(DAF)。使用原子力显微镜(AFM)进行的分子规模研究表明,PO-壳聚糖的效率与细胞表面特性相关,特别是疏水性,这提出了一个问题,即这种分子实际上是否可以更普遍地用于收获不同的微藻。

为了评估这一点,我们使用了不同的菌株普通小球藻并首次使用AFM表征其表面性质。结果表明,细胞是亲水的,但仍然可以通过基于特定相互作用的不同机制与气泡表面的PO-壳聚糖相互作用。虽然力的水平较低,但浮选导致了84%的分离,这可能是由于AOM(藻类有机物)的存在,它也与功能化的气泡相互作用,从而增强了整体分离。最后,絮凝也显示出高效且不依赖于pH值,证明了PO-壳聚糖在收获具有不同细胞表面特性的微藻方面的潜力,从而进一步实现可持续的大规模应用。

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