基于电氧化-膜耦合技术的蚯蚓体腔液蛋白高效回收及磁性纳米粒子绿色合成研究

来自某研究团队创新性地采用电氧化(EO)与膜分离联用技术，从蚯蚓应激分泌的体腔液(CF)中高效回收蛋白质。通过Box-Behnken设计优化石墨电极EO工艺，在25g蚯蚓量、0.85g/L NaCl、10V电压、25分钟条件下获得550.12mg/L蛋白回收率；结合纳滤膜(NF270)实现98%的蛋白富集。所获浓缩CF成功制备出具有显著生物活性的磁铁矿纳米粒子(Fe3O4-NPs)，对金黄色葡萄球菌(S. aureus)和铜绿假单胞菌(P. aeruginosa)的抑菌率达56.10%-72.80%，对大肠杆菌(E. coli)的灭活效果达99.99%，为生物纳米材料开发提供新思路。

　　

当蚯蚓遭遇电流、温度等外界刺激时，其体腔分泌液(Coelomic Fluid, CF)会释放出富含蛋白质、多肽及酶类的生物活性物质。研究团队巧妙运用电化学氧化(Electrooxidation, EO)与膜分离技术联用方案：采用石墨电极构建的EO系统经Box-Behnken实验设计优化，在25克蚯蚓原料、0.85克/升氯化钠浓度、10伏特电压和25分钟反应时间条件下，成功实现550.12毫克/升的蛋白质回收率。后续膜分离实验显示，纳滤膜(NF270)的蛋白截留效能(98%)显著优于超滤膜(UP150的80%)。

这些高纯度蛋白质成为合成磁铁矿纳米粒子(Magnetite Nanoparticles, Fe₃O₄-NPs)的理想生物模板。令人振奋的是，CF介导合成的Fe₃O₄-NPs展现出卓越的生物活性：对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和革兰氏阴性菌铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)的生物膜抑制率分别达到56.10%和72.80%；当浓度提升至500毫克/升时，对大肠杆菌(Escherichia coli)的细胞存活抑制率高达99.99%，为新型抗菌纳米材料的开发开辟了绿色合成路径。