МОДИФИЦИРОВАННАЯ БАКТЕРИЯ СИНТЕЗИРУЕТ БИОСОРБЕНТ ПАЛЛАДИЯ

МОДИФИЦИРОВАННАЯ БАКТЕРИЯ СИНТЕЗИРУЕТ БИОСОРБЕНТ ПАЛЛАДИЯ

Генетическая модификация бактерии Escherichia coli позволяет синтезировать белок, который может выступать в качестве биосорбента палладия, способного извлекать ценный металл из сточных вод.

Каталитические конверторы являются важными элементами контроля чистоты выхлопа двигателя внутреннего сгорания, однако небольшие количества палладия, а также других металлов платиновой группы, являющихся активными компонентами таких катализаторов, могут попадать в окружающую среду, загрязняя ее.

Как заявляет не участвовавшая в создании ГМО-бактерии Магдалена Титиричи (Magdalena Titirici) из Университета Королевы Марии (Лондон), специалист по рациональному расходованию ресурсов и экологически устойчивым технологиям, помимо проблем, связанных с защитой окружающей среды, актуальность разработки дешевых, эффективных и экологически безопасных адсорбентов для извлечения таких благородных металлов как палладий из городских сточных вод связана с пусть и отдаленной, но неминуемой перспективой истощения месторождений металлов платиновой группы.

В настоящий момент добыча палладия из вод окружающей среды основана на методе, включающем кислотное осаждение, адсорбцию, ионообменные процессы и электролиз. Эти процедуры требуют большого количества энергии, для их реализации необходимо применение растворов, вызывающих коррозию материалов, которые затем нужно утилизировать. Существующие методы не отличаются ни селективностью, ни эффективностью, а также оказываются бесполезными для работы с растворами, содержание палладия в которых низко.

Теперь Ян Юнус (Ian Yunus) и Шень-Лон Цай (Shen-Long Tsai) из Национального Университета Науки и Технологии Тайваня получили возобновляемый адсорбент, селективный и эффективный при извлечении палладия из больших объемов сточных вод. Первоначально исследователи модифицировали E. coli, научив ее производить биомолекулу (ключевой компонент адсорбентов), выполняющую две функции – такая молекула белка может захватывать палладий и быстро извлекать его из окружающей среды. После того, как клетки E. coli произведут достаточное количество биомолекул, их разрушают ультразвуковой обработкой. Затем к сырому клеточному лизату добавляют целлюлозу, и белок самоорганизуется совместно с ней, формируя адсорбент.

Комплекс белок-целлюлоза может применяться для извлечения драгоценных металлов. (Рисунок из RSC Adv., 2015, 5, 20276)

Специалист по зеленой химии Энди Хант (Andy Hunt) из Университета Йорка отмечает, что комплексный подход к «жизненному циклу» химических элементов – их экстракции, использовании и выделению из отработанных материалов – должен реализовываться в рамках безопасности для окружающей среды и устойчивого развития. Он подчеркивает, что адсорбция биоматериалами представляет собой перспективную технологию для безвредного извлечения ценных элементов из водных ресурсов. Он надеется, что если технологию удастся масштабировать, она позволит значительно рационализировать использование химических элементов.

Источник: RSC Adv., 2015, 5, 20276 (DOI: 10.1039/c4ra16200e)