近日,深圳大学高等研究院陈峰教授研究团队在化工领域权威期刊《Chemical Engineering Journal》(影响因子:10.65,中科院一区)上发表题为“Efficient Magnetic Harvesting of Microalgae Enabled by Surface-Initiated Formation of Iron Nanoparticles”的研究论文。该论文第一作者为高等研究院李霄洁博士后,通讯作者为陈峰教授,深圳大学高等研究院为第一完成单位和通讯单位。
微藻是一种经济、高效的生物质资源,广泛用于食品、医药和能源等领域,然而微藻的分离和收集却因为成本过高,成为制约微藻生物质资源开发利用的主要因素之一。因此,寻求一种高效率、低成本的分离方法对降低微藻生产成本,实现微藻生物质资源的工业化应用具有重要意义。
磁分离技术是一种高效、低能耗、低成本的分离方法。利用磁分离技术,可以有效的从培养液中分离出微藻。目前,传统的磁分离技术步骤繁琐,包括Fe3O4纳米磁珠的合成以及对其进行的表面修饰以提高磁珠和微藻的粘附能力。为了克服现有技术使用Fe3O4磁珠作为磁性介质来分离微藻所存在的问题,本团队研究人员巧妙地采用原位还原法,在微藻表面直接还原Fe3+合成具有磁性的铁纳米粒子,应用于微藻的高效磁吸附。实验结果表明,该方法分离效率高且无需预先调节培养液的pH值,在pH 4-11范围内对小球藻的回收率均能达到95%以上,显著优于Fe3O4磁珠。分析表明,该方法毒副作用小,不会对下游高附加值产物的提取造成影响,并且不受微藻藻种、细胞大小以及培养基的限制,具有广泛的适用性。与传统的Fe3O4磁珠相比,该方法具有操作简单,成本低廉、分离过程快、适用范围广等优点。该方法不仅为微藻高效经济的回收提供了新的方法,而且还为分离其他微生物和细胞开辟了新途径,为生物工程和生物资源的开发提供了更多机会。
上述研究工作得到广东省重点领域研发计划(2018B020206001)、珠江团队(2019ZT08H476)以及孔雀团队(KQTD20180412181334790)等项目的资助。
文章链接:https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.127252