Chem. Eng. J. | 环境光激活的纳米酶用于高效灭活有害藻类及相关溶血毒素

以下文章来源于纳米酶 Nanozymes ，作者Nanozymes

背景

近年来，由藻类引起的水华（HABs）已成为全球日益严峻的问题。这些水华不仅威胁着水生态系统，更对人类安全和经济造成了重大影响，如导致大规模的鱼类死亡以及净化饮用水成本的提高。HABs的成因复杂，因藻类类型和环境条件而异，因此为防治HABs，需要采取多方面的综合措施，包括减少营养物污染、改善水质，以及监测有害藻类的存在。然而，目前主要应对此全球性问题的方法，如救援、超声波、杀藻剂等，虽然可以有效抗藻，但由于成本高、难以大规模应用和效率低的限制，其应用具有一定的局限性。因此，迫切需要新的抗藻技术来应对HABs及其引发的污染。

成果与展望

深圳大学宋军课题组近日在Chemical Engineering Journal上发表文章，题目为：Environmental light-activated nanozymes for efficient inactivation of harmful algae and associated hemolytic toxin，本工作设计并成功合成了一种拥有类氧化酶活性的超小碳纳米酶（VCN）。该VCN不仅在弱碱性、高温、高盐度和多种离子溶液中表现出稳定的氧化酶样活性，还能被环境可见光激活，发挥催化作用。

图1 示意图： VCN灭活有害藻类并防止破碎的藻类释放毒素引起二次危害的机制示意图。

经过进一步研究发现，相对于以往的报道，VCN对两种典型的引发红潮的有害藻类（骨条藻和球状隐藻）表现出更强的抗藻活性。更为重要的是，VCN的抗藻活性在弱碱性和高盐度的海水中表现出极高的耐受性。在受到环境可见光照射时，VCN能将藻类细胞内的氧气转化为有毒的ROS，破坏藻类细胞的氧化还原平衡，引发氧化应激反应，最终导致藻类细胞的死亡。值得一提的是，VCN还能抑制藻类释放的毒素，从而大大降低藻类破碎引起的二次污染风险。

图2 抗藻机制表征： (a, d) 不同孵育时间下，未经处理和经VCN处理的骨条藻和球状隐藻的SOD水平。(b, e) 不同孵育时间下，未经处理和经VCN处理的骨条藻和球状隐藻的CAT水平。(c, f) 不同孵育时间下，未经处理和经VCN处理的骨条藻和球状隐藻的MDA含量。(g) 使用SEM测量经VCN处理和未经处理的骨条藻和球状隐藻的形态学特征，其中未经处理的骨条藻和球状隐藻被设为对照组。

这项研究为治理HABs提供了全新的解决方案，同时也进一步展现了纳米酶在微生物控制应用方面的潜力。VCN的问世意味着我们有了一种在温和环境条件下，能够有效对抗有害藻类水华的工具。期待着VCN在海洋生态保护和环境治理领域的广泛应用，让我们共同呵护美丽蓝色地球，构建健康、可持续的水域生态环境。

转自：“NANO学术”微信公众号

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