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作為一種新興污染物，抗性細(xì)菌成為當(dāng)前污水治理的難點(diǎn)之一?！八幬餁埩舻目股氐却罅看嬖谟谏钗鬯?，一般的降解方法很難對(duì)其產(chǎn)生效果?！比涨?，南京工業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院講師袁青彬的相關(guān)研究有了新突破，他和美國(guó)萊斯大學(xué)教授佩德羅·阿爾瓦雷斯合作，利用“DNA分子印跡”方法精準(zhǔn)識(shí)別污水中的抗藥細(xì)菌，并結(jié)合“光催化”技術(shù)對(duì)之進(jìn)行有效降解，降解率可達(dá)到99.9%。該研究成果發(fā)表在《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》期刊上。

分子印跡技術(shù)在化學(xué)領(lǐng)域已有較長(zhǎng)應(yīng)用歷史，主要用于一些物質(zhì)的檢測(cè)，在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，則僅限于對(duì)化學(xué)污染物的吸附。不同于一般的小分子污染物，抗性基因是生物大分子，要“捕捉”到它，必須找到一個(gè)通用的結(jié)構(gòu)。袁青彬介紹說(shuō)，DNA分子由很多核苷酸組成，而核苷酸里面的堿基——鳥(niǎo)嘌呤，作為最容易被氧化的一個(gè)堿基，同時(shí)又能夠識(shí)別所有帶堿基的分子，最適合制作成分子印跡的模板?！熬拖裰谱鞒鲆粋€(gè)有關(guān)抗性基因的標(biāo)準(zhǔn)‘腳印’，只要能‘附和’上去，就代表識(shí)別出了抗性基因。”他向記者打了個(gè)比方。

精準(zhǔn)識(shí)別只是第一步，接下來(lái)還需進(jìn)行有效降解?！拔覀冞x擇了光催化技術(shù)，對(duì)識(shí)別出的抗性基因進(jìn)行‘消殺’?！睋?jù)佩德羅·阿爾瓦雷斯介紹，“光催化”實(shí)際上是一種高級(jí)氧化技術(shù)，它是通過(guò)輸入紫外光或可見(jiàn)光，產(chǎn)生氧化能力很強(qiáng)的自由基，來(lái)破壞水中的污染物，而氮化碳作為一種常用的非金屬催化劑，光吸收效率比較高，成為降解環(huán)節(jié)中的“首選”。

日前，在萊斯大學(xué)生物實(shí)驗(yàn)室里，持續(xù)了6個(gè)月的實(shí)驗(yàn)進(jìn)入驗(yàn)證階段。為了檢測(cè)DNA分子印跡的選擇性識(shí)別效應(yīng)，袁青彬進(jìn)行了兩組對(duì)比實(shí)驗(yàn)：把負(fù)載鳥(niǎo)嘌呤印跡的氮化碳，與沒(méi)有負(fù)載鳥(niǎo)嘌呤印跡的氮化碳，分別放入加有抗性基因和其他污染物的水中。經(jīng)過(guò)紫外光（360nm）降解30分鐘，負(fù)載鳥(niǎo)嘌呤的氮化碳降解性能是99.9%，前者降解效率是后者的37倍。

另一組實(shí)驗(yàn)則對(duì)比了負(fù)載鳥(niǎo)嘌呤的氮化碳與單純的光催化技術(shù)的降解效率。袁青彬用了光催化技術(shù)中最好、最成熟的材料二氧化鈦進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果顯示，前者是后者的1.7倍，后者受到水中其他污染物的干擾較大?！皩?shí)驗(yàn)表明，我們發(fā)明的這套方法，能有效降解污水中的抗性基因?！痹啾虮硎?，該研究正在完善階段，未來(lái)將優(yōu)先應(yīng)用在污水處理廠(chǎng)等場(chǎng)景中。

這一研究也為城市污水處理打開(kāi)了科研新思路?！俺鞘形鬯幚砑夹g(shù)的發(fā)展離不開(kāi)環(huán)境中抗性基因控制技術(shù)的深入?！睆?012年開(kāi)始，袁青彬就致力于抗性基因行為和控制技術(shù)的研究，他說(shuō)，“我們做的是應(yīng)用型研究，每一點(diǎn)對(duì)于應(yīng)用效率的提高都能為解決水污染提供新的參考?！?/p>

目前該團(tuán)隊(duì)正在對(duì)材料進(jìn)行改進(jìn)，以便進(jìn)一步提高DNA分子印跡的選擇性，與此同時(shí)，袁青彬和團(tuán)隊(duì)成員也在考慮實(shí)驗(yàn)的落地和應(yīng)用問(wèn)題。他們希望，DNA分子印跡技術(shù)能更好地應(yīng)用到生活污水之外的工業(yè)污水和養(yǎng)殖污水中，并實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期降解能力的增強(qiáng)。

本報(bào)記者 王夢(mèng)然 通訊員 朱 琳

《新華日?qǐng)?bào)》2020年4月15日第12版 http://xh.xhby.net/mp3/pc/c/202004/15/c765080.html