Бактериальные покрытия могут революционизировать очистку сточных вод

Улучшение нового типа водорастворимой краски, содержащей бактерии, может открыть путь к прогрессу в области управления отходами и производства биомассы или биотопливных газов, сообщает новое исследование в журнале Американского химического общества Biomacromolecules.

Исследователи из Университета Суррея изучили и улучшили свойства биопокрытий, которые состоят из полимерного слоя, инкапсулирующего бактерии. Находясь внутри покрытия, бактерии не растут и не делятся, но могут выполнять полезные функции, например, поглощать токсины или CO₂. Хотя другие исследователи ранее создавали биопокрытия, бактерии в них оставались живыми недолго, что ограничивало их применение. Для выживания бактерий биопокрытия должны иметь проницаемую структуру, чтобы пропускать воду и питательные вещества внутрь и выпускать побочные продукты.

Чтобы повысить эффективность использования бактерий в сфере управления отходами и производства биомассы и биотопливных газов, исследователи из Суррея решили проблему проницаемости биопокрытий, ключевую для выживания бактерий. Они использовали галлуазит — природные микроскопические глиняные трубки низкой стоимости, ранее применявшиеся для армирования пластиковых материалов. Крошечные трубки галлуазита создавали в биопокрытии каналы, повышающие его проницаемость.

С помощью специально адаптированного анализа восстановления резазурина исследователи обнаружили, что бактерии, инкапсулированные в биопокрытиях с галлуазитом, статистически значимо чаще оставались жизнеспособными по сравнению с бактериями в обычных биопокрытиях. Они определили, что покрытие, состоящее на 29% из галлуазита, обладает оптимальным сочетанием хорошей механической прочности и высокой проницаемости. Важно, что флуоресцентная микроскопия показала, что бактерии оставались жизнеспособными и метаболически активными в течение длительного времени. В будущем жизнеспособные бактерии можно будет использовать для очистки загрязнённой воды от вредных химических веществ.

Ключевые выводы:

• Биопокрытия с галлуазитом значительно повышают жизнеспособность инкапсулированных бактерий.
• Оптимальное содержание галлуазита — 29%.
• Технология открывает перспективы для очистки воды и переработки отходов.

Цитаты:

• Джо Кедди, профессор физики мягкой материи: «Наше исследование междисциплинарно. Только работая вместе, мы смогли совершить прорыв в области биопокрытий».
• Доктор Сьюзи Хингли-Уилсон, лектор по бактериологии: «Поддержание жизнеспособности бактерий в биопокрытиях критически важно для использования их возможностей, которые могут революционизировать множество областей — от снижения загрязнения до ликвидации ядерных отходов».