中科院合肥物质科学研究院技术生物与农业工程研究所研究员黄青带领的团队近年来一直致力于荷能粒子辐射作用于生物及生物分子的机理及应用生物光谱技术研究辐射条件下生物损伤的原初物理化学变化过程研究。近期,该研究组利用等离子体技术处理水体有害微生物,发现等离子体放电可高效杀灭蓝藻细胞并降解毒素。

  蓝藻水华暴发严重影响水体景观和水体功能,蓝藻细胞死亡后释放的微囊藻毒素直接威胁饮用水安全和人类健康。因此,探索杀灭蓝藻细胞和降解蓝藻毒素的新方法新技术具有重要的现实意义。等离子体放电是得到低能带电粒子的一种重要方式,其放电过程产生带正电的离子和负电的电子,能量可达上千电子伏特,它们与水分子碰撞可以产生活性氧和自由基等,并且伴有紫外线,能氧化降解水中的多种有毒有害物质,是一种高级氧化水处理技术。

  现有报道的水处理研究一般只考虑杀灭蓝藻细胞或者去除蓝藻毒素,技术生物所的研究组研究表明,等离子体水处理技术具有综合优势,即在杀灭蓝藻细胞的同时又能把藻细胞释放的毒素降解去除,同时,研究阐明了其中的物理化学过程,这为等离子体水处理新技术及方法提供了实验基础和理论依据。

  2012年,该课题组构建了汽-液界面放电等离子体装置并应用于实际巢湖蓝藻水华水体中,针对水体中的微囊藻毒素(铜绿微囊藻是淡水水域蓝藻水华的优势种群之一)进行处理,发现放电等离子体可有效降解微囊藻毒素。近期,该课题组研究了等离子体处理铜绿微囊藻细胞的效果和机理,张宏博士等利用三维荧光光谱技术并结合流式细胞术观测藻细胞氧化损伤过程,他们发现,放电等离子体不仅能够高效杀死蓝藻细胞,同时还能降解其释放的蓝藻毒素:课题组首先利用三维荧光光谱技术并结合流式细胞术观测藻细胞氧化损伤过程,发现等离子体放电产生的羟自由基攻击铜绿微囊藻细胞,使细胞膜受损,细胞内含物包括微囊藻毒素向水体释放,H2O2分子进入藻细胞内造成进一步损伤;随着等离子体作用时间的延长,持续产生的羟自由基、H2O2等活性物质能继续降解从受损藻细胞释放到水体中的微囊藻毒素和各种色素成分。

  此项研究工作得到国家自然科学青年基金、科技部973、中科院“百人计划”项目的资助。相关研究结果已被国际环境类学术期刊Journal of Hazardous Materials接受在线发表。

放电等离子体损伤铜绿微囊藻细胞机理研究

相关文章

研究发现迄今最古老类囊体化石

比利时列日大学近日发布公报说,该校一个研究团队在距今约17.5亿年的一种蓝藻化石中发现了类囊体膜结构,这是迄今已知的最古老类囊体化石,比此前类囊体化石的最早纪录提前了约12亿年。新研究为进一步了解蓝藻......

解决关键难题,西安光机所汤洁团队在等离子体光谱领域有了新突破

2023年12月26日,从中国科学院西安光机所获悉:该所汤洁团队针对放电辅助LIBS(激光诱导击穿光谱)技术在液态样品探测中面临的关键技术性难题,提出了放电辅助LIBS结合滤纸采样的方法,促进等离子体......

为提升检测能力,三门峡市疾控中心540万采购一批仪器设备

为便于供应商及时了解政府采购信息,根据《河南省财政厅关于开展政府采购意向公开工作的通知》(豫财购【2020】8号)等有关规定,现将三门峡市疾病预防控制中心2023年11(至)12月采购意向公开如下:序......

岛津携新品参会,共创未来新篇章!

为贯彻落实“双碳”战略,推动黄河流域生态保护和高质量发展,更好的推动山东省化学化工事业的健康发展,经研究决定,由山东化学化工学会主办,山东科技大学化学与生物工程学院承办的“第24届山东省高等院校化学化......

等离子体所在弯晶谱仪诊断关键技术研究方面取得新进展

近日,等离子体所EAST团队主动束光谱诊断课题组在弯晶谱仪光谱研究、面向聚变堆的诊断技术储备等方面取得了新进展,研究成果在NuclearFusion和PhysicsofPlasmas等期刊发表。等离子......

等离子体所在弯晶谱仪诊断关键技术研究方面取得新进展

近日,等离子体所EAST团队主动束光谱诊断课题组在弯晶谱仪光谱研究、面向聚变堆的诊断技术储备等方面取得了新进展,研究成果在NuclearFusion和PhysicsofPlasmas等期刊发表。等离子......

预算1441万!咸阳市食药检验检测中心发布11月检验检测仪器设备采购意向

咸阳市食品药品检验检测中心(咸阳市食品药品检测技能培训中心)发布2023年11月政府采购意向,预算金额1441万元,详情如下:为便于供应商及时了解政府采购信息,根据《财政部关于开展政府采购意向公开工作......

近千万!中国科学院南京土壤研究所一建设项目公开招标

近日,中国科学院南京土壤研究所就新园区科技基础条件能力建设项目公开招标。预算金额970万元,欲采购气相色谱仪、电感耦合等离子体发射光谱仪、电感耦合等离子体质谱仪等设备,详情如下:项目概况中国科学院南京......

中国地质大学400万采购质谱仪项目公开招标

近日,中国地质大学(武汉)高分辨率电感耦合等离子体质谱仪-多能源盆地矿产物质组成分析系统采购项目公开招标,预算金额400万元,采购1套高分辨率电感耦合等离子体质谱仪。详情如下: 招标项目的潜......

深技大团队发现阿秒脉冲相干辐射新机制

近日,深圳技术大学教授阮双琛、周沧涛团队提出了基于超光速等离子体尾波场产生阿秒脉冲、亚周期相干光激波辐射的物理方案,并阐释了一种由电子集体作用主导的全新相干辐射产生机制。研究成果发表于《物理评论快报》......