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为探究微藻胞外聚合物（EPS）生物吸附潜力，研究人员开展相关研究，发现混合营养培养影响 EPS 特性，提升铅吸附能力。
在环境治理领域，重金属污染问题日益严峻，严重威胁生态平衡与人类健康。其中，铅污染尤为突出，其在环境中难以降解，可通过食物链富集，对人体多个系统造成损害。传统的重金属污染治理方法存在成本高、二次污染等问题，因此，寻找高效、环保的治理手段迫在眉睫。微藻胞外聚合物（EPS）因其独特的化学组成和结构，展现出对重金属良好的吸附潜力，成为研究热点。然而，目前关于微藻 EPS 在混合营养培养条件下的特性及铅吸附机制尚不明晰，限制了其在实际污染治理中的应用。
为深入探究这一领域，波兰科学院农业物理研究所（Institute of Agrophysics, Polish Academy of Sciences）和玛丽亚?居里 - 斯克洛多夫斯卡大学（Maria Curie-Sk?odowska University）的研究人员合作开展了一项研究，相关成果发表于《Scientific Reports》。该研究旨在揭示单细胞藻类（普通小球藻 Chlorella vulgaris、凯氏拟小球藻 Parachlorella kessleri 和大威氏藻 Vischeria magna）在混合营养培养条件下，对 EPS 的生产力、生化组成和吸附性能的影响，以及铅离子与 EPS 之间的相互作用机制，为微藻 EPS 在生物吸附中的应用提供理论依据。
研究人员采用了多种关键技术方法。在培养方面，对三种藻类分别进行自养和混合营养培养，混合营养培养时在 BG - 11 培养基中添加 5g/L 葡萄糖。实验过程中，通过测量生物质干重监测生物量浓度。EPS 的分离则运用乙醇沉淀法，之后进行多项生化分析，如采用酚 - 硫酸法测定总糖含量、Bradford 法测定蛋白质浓度等。为研究 EPS 对铅离子的吸附性能，进行了吸附实验，利用电感耦合等离子体发射光谱法（ICP - OES）测量吸附后溶液中铅离子浓度，同时借助傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析 EPS 的结构和功能基团变化。
研究结果如下：
- EPS 产量和比生产力：混合营养培养显著提高了所有测试微藻的生物质生产力和 EPS 合成。普通小球藻在混合营养条件下的总 EPS 和可溶性 EPS 产量及比生产力最高，添加葡萄糖可进一步提高其比生产力。大威氏藻合成的 EPS 量最少。
- EPS 生化组成：混合营养培养使 EPS 中的总糖、还原糖、蛋白质、氨基酸糖和酚类化合物含量增加，而糖醛酸含量降低。单糖组成分析表明，混合营养条件下的 EPS 中葡萄糖等己糖含量较高。
- EPS 功能基团分析：FTIR 光谱显示，混合营养培养改变了 EPS 中功能基团的振动强度和位置。pH 值对 EPS 的羧基等功能基团有显著影响，进而影响其结构和吸附性能。
- 吸附研究：混合营养培养的 EPS 对铅离子有一定吸附能力。普通小球藻和凯氏拟小球藻的 EPS 在 5 分钟内达到最大吸附容量，大威氏藻则在 60 分钟时达到最大吸附容量。普通小球藻的 EPS 在 pH 为 5 和 6 时吸附能力最强，凯氏拟小球藻在 pH 为 6 时吸附能力最强，大威氏藻在 pH 为 6 时吸附能力最强。
- FTIR 分析铅吸附后：铅离子与 EPS 相互作用后，FTIR 光谱发生变化，表明羧基和羟基等功能基团参与了铅离子的吸附过程。
研究结论和讨论部分指出，混合营养培养显著提高了微藻 EPS 的产量和比生产力，改变了其生化组成，进而影响了 EPS 对铅离子的吸附性能。普通小球藻在混合营养条件下产生的 EPS 对铅离子的去除潜力和吸附容量最高。这一研究结果为微藻 EPS 在重金属污染治理领域的应用提供了重要的理论支持，有助于推动生物吸附技术的发展，为解决环境铅污染问题提供新的思路和方法。未来研究可进一步探索在更复杂环境条件下微藻 EPS 的吸附性能，以及如何优化培养条件提高其吸附效率，使其更好地应用于实际环境修复中。
