项目名称: 仿生自组装细胞壁的重金属累积效应和迁移机理

项目编号: No.21277073

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2013

项目学科: 环境科学、安全科学

项目作者: 刘大刚

作者单位: 南京信息工程大学

项目金额: 80万元

中文摘要: 植物、藻类以及真菌类生物在重金属环境中会产生耐性。在耐重金属生物体内,细胞壁是第一道天然屏障,它阻止和减少重金属入侵造成对植物的毒害,往往成为重金属累积区域。体外单一大分子吸附实验研究表明细胞壁多糖和蛋白质对重金属的作用是产生累积的最重要因素。然而作为结构功能复合物-细胞壁组织如何在其表界面上对重金属离子累积;累积饱和后如何进行迁移的科学问题未见诸报道。为此,本项目拟在体外环境下,合成以微纤丝为支架,多糖、蛋白大分子为掺杂物,控制纳米复合物的结构、组成,层层自组装仿生细胞壁泡沫;并在模拟重金属环境下,探测仿生细胞壁的大分子组成以及表界面结构形貌对重金属累积的影响,探究细胞壁对重金属迁移产生影响的外界条件,从而为细胞壁重金属生物修复奠定理论基础。经由该理论,进一步改良仿生细胞壁组织结构,制备环境友好重金属修复细胞壁,实现快捷、方便、高效、可循环地"仿生物修复"重金属污染。

中文关键词: 重金属离子;细胞壁;生物大分子;吸附累积;污水处理

英文摘要: When plant, algae, fungal was suffered by heavy metals, a great tolerance responded to block heavy metal invading and damaging the living cell.It was found that lots of heavy metal ions were accomulated in/on the cell wall contributing to bioadsorption by polysacchride and protein and a few heavy metal ions were shifted into inner cell. However, it is still unknown how to accomulate and transfer heavy metals on/by cell wall. In this project, cell wall will be biomimetic fabricated using microfibrils or nanofibrils as scaffolds and other cell wall macromolecules as fillers. Under controlled condition, multiwall cellular foam with hierarchical structure will be self-assembled and applied as treating agent of heavy metals. The effects of componnents and surface/interface of biofoam on the accumulation of heavy metals will be discussed, and the corresponding accumulation and transfer mechanism will be established. Furthermore, modified cellular foam with more favorable accumulating level and surface structure will be fabricated for heavy meatal treatments. In this project, a novel approach to mimetic structural and functional cell wall will be set up for understanding the bioremediation of cell wall in heavy metal environments. We try to provide a meaningful scientific theory and effectively application in dealing w

英文关键词: heavy metal ions;cell wall;biomacromolecules;adsorption and bioaccumulation;waste water treatment

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