基于病毒的热敏分离技术用于稀土元素的提取

《Nano Letters》：Virus-Based Thermoresponsive Separation of Rare-Earth Elements

稀土分离环境成本高、条件苛刻，本研究开发基因工程噬菌体平台通过温度调控实现高效可回收稀土分离，验证模块化特性。

　　

稀土元素（REEs）对清洁能源、国防和先进电子技术至关重要，但由于稀土元素之间的化学相似性以及分离过程需要苛刻的条件，其分离仍然对环境造成较大负担。在这里，我们报道了一种基于基因工程和病毒技术的平台，该平台能够在水溶液中通过温度调节实现稀土元素的选择性和规模化回收。我们将在Methylobacterium extorquens中发现的镧系元素结合肽（LBP）与一种热响应性弹性蛋白样肽（ELP）共同表达在丝状噬菌体的主要外壳蛋白上，构建了一种双功能生物模板，从而实现温度触发的共聚集和稀土元素的选择性分离。LBP对重稀土元素（HREEs）的亲和力高于轻稀土元素（LREEs），从而实现稀土元素的内部分级；而ELP介导的相变则使得稀土元素的分离具有温度响应性。这种生物分子过程可重复使用，并且在多次循环中仍能保持对金属的选择性。该平台的模块化设计使其能够适应其他金属目标，为下一代湿法冶金提供了一种可持续且可调的策略。