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为解决传统水净化方法的弊端，研究人员开展了利用红茶菌共生体（SCOBY）中分离的毕赤酵母（Pichia kudriavzevii）生物絮凝剂合成银纳米颗粒（AgNPs）的研究。结果显示，AgNPs 在废水处理、抗菌等方面表现优异。这为废水处理提供了新途径。
在当今世界，水是生命之源，然而，安全饮用水的供应却面临着严峻挑战。随着气候波动、工业化进程加快以及人口不断膨胀，许多国家，尤其是发展中国家，水资源短缺问题日益严重。传统的水净化方法，像化学法虽高效且成本效益高，但其中使用的商业化学品对生态环境不友好，还可能危害人体健康。生物絮凝剂作为一种新兴的研究方向，虽具有环保、可生物降解等优点，却存在生产成本高、产量低和效率相对较低的问题，限制了其在工业中的广泛应用。纳米技术的出现，为解决这些难题带来了新的曙光。银纳米颗粒（AgNPs）凭借其独特的性质和广泛的应用潜力，受到了众多科研人员的关注。在此背景下，为了探索更环保、高效的水净化方法，来自国外的研究人员开展了一项极具意义的研究。
研究人员从红茶菌共生体（Symbiotic Culture of Bacteria and Yeast，SCOBY）中分离出毕赤酵母（Pichia kudriavzevii），并利用其产生的生物絮凝剂合成 AgNPs。研究表明，合成的 AgNPs 在多个方面表现出色。在废水处理领域，与传统絮凝剂相比，AgNPs 对生物需氧量（Biological Oxygen Demand，BOD）和化学需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）的去除效率分别高达 92% 和 86%，对磷、硫酸盐、总氮和钙等污染物也有显著的去除效果。在抗菌方面，AgNPs 对革兰氏阳性和革兰氏阴性病原菌均有强大的抗菌功效，其中革兰氏阴性菌对其更为敏感，最低抑菌浓度（Minimum Inhibitory Concentration，MIC）可达 3.125mg/mL 。此外，AgNPs 在染料去除方面同样表现优异，对多种测试染料的去除效率超过 78%，对亚甲基蓝的去除效率最高可达 96%。不过，研究也发现，AgNPs 对人胚胎肾（HEK 293）细胞具有浓度依赖性的细胞毒性，在 25μg/μL 浓度下，细胞存活率为 68%，而在 200μg/μL 浓度下，细胞存活率降至 34%。
这项研究成果发表在《Biotechnology Notes》上，具有重要的意义。它为工业废水处理提供了一种潜在的、更环保且高效的替代方法，有望推动水净化技术的革新，缓解水资源污染问题，对保障人类健康和生态环境具有积极作用。
在研究过程中，研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先，通过特定的提取和纯化步骤获得生物絮凝剂；接着，采用生物合成法制备 AgNPs；之后，利用扫描电子显微镜 - 能量色散 X 射线光谱（SEM - EDX）、透射电子显微镜（TEM）、傅里叶变换红外光谱（FT - IR）、热重分析（TGA）等多种表征技术对合成的 AgNPs 进行全面分析；还通过一系列实验，如絮凝活性测试、抗菌活性测试、染料去除实验、细胞毒性测定以及废水处理实验等来评估 AgNPs 的性能。
研究结果具体如下：
- AgNPs 的表征：SEM - EDX 分析显示，合成的 AgNPs 中银的质量分数为 61.93% 。SEM 观察发现，AgNPs 呈球形和立方体形，平均粒径为 15.8nm 。FT - IR 分析表明，生物絮凝剂中的某些功能基团参与了 Ag 离子的还原过程，对 AgNPs 的合成起到了关键作用。TGA 分析显示，AgNPs 在高温下具有较好的热稳定性。
- 絮凝活性研究：研究发现，AgNPs 的絮凝活性随浓度变化而变化，在 0.2mg/mL 的浓度下，絮凝活性最高，可达 90%。浓度过高时，絮凝活性会略有下降，这可能是由于高浓度导致溶液粘度增加，阻碍了颗粒的有效絮凝。
- 染料去除效果：AgNPs 对多种染料具有良好的去除效果，其中对亚甲基蓝的去除效率最高可达 96%，对番红的去除效率最低为 78%。生物絮凝剂表面的功能基团通过范德华力、氢键和静电吸引等作用与染料分子相互作用，促进了染料的去除。
- 抗菌活性测试：AgNPs 对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均有抗菌活性，但革兰氏阴性菌更为敏感。这可能是因为 AgNPs 粒径小，能够更容易穿透革兰氏阴性菌的外膜，且革兰氏阴性菌的肽聚糖层较薄，对 Ag 离子亲和力更高。
- 细胞毒性测定：采用 MTT 法对 HEK 293 细胞进行细胞毒性测定，结果显示，AgNPs 对 HEK 293 细胞具有浓度依赖性的细胞毒性，随着 AgNPs 浓度的增加，细胞存活率显著下降。
- 废水处理效果：在处理煤矿废水时，AgNPs 对 BOD、COD、磷、硫酸盐、总氮和钙等污染物的去除效率均较高，且优于微生物絮凝剂和氯化铁等商业絮凝剂。
研究结论和讨论部分指出，该研究成功实现了生物絮凝剂介导的 AgNPs 合成，并对其进行了全面表征。AgNPs 在废水处理、抗菌和染料去除等方面展现出巨大的潜力，为解决水污染问题提供了一种可持续的途径。然而，其对人体细胞的细胞毒性也不容忽视，在实际应用中需要进一步评估和研究如何降低其潜在风险。总体而言，这项研究为纳米技术在环境修复和水净化领域的应用提供了重要的理论依据和实践指导，有望推动相关领域的进一步发展。
