用突破性的生物化学清洁我们的水

在20世纪和21世纪，合成化学品的使用在世界范围内激增，包括杀虫剂、药物和家用清洁剂——其中许多最终进入了我们的水道。即使是少量的这些物质也会影响野生动物、植物和人类，其中一些物质对正常的水处理方法表现出耐药性，使它们在环境中不受控制地积累。

在ACS Catalysis发表的一项研究中，来自卡耐基梅隆大学绿色科学研究所(IGS)的研究人员通过揭示强大、安全和廉价的氧化催化剂，开辟了一个可持续化学的新领域，这些催化剂受到我们内部生物过程的启发，甚至可以破坏最顽固的微污染物。

“这可能是我们在过去20年里发表的最重要的论文，”Teresa Heinz的绿色化学教授Terrence J. Collins说，他是IGS的负责人。

柯林斯在新西兰读本科时就开始关注合成化学物质的有害生物效应。在过去的四十年里，他一直致力于开发利用人体熟悉的氧化过程从水中去除这些化学物质的方法。

柯林斯指出：“氧化化学是我们生物化学的相当一部分。”“这就是大自然如何处理将有机物质，特别是那些非常耐化学腐蚀的物质，转化为可用于生物化学的物质或能量，以保持生物体运转的问题。有时候，驱动氧化化学的酶的抵抗力太强。我们有持久性化合物，但大自然对此无能为力。”

在我们的身体和自然界的其他部分，许多氧化反应的首选底物是过氧化氢，过氧化物酶激活这些酶来分解我们吃的食物和其他物质中的分子。柯林斯自1980年以来的目标是重建实力和效率。这些酶和它们的人工催化剂被称为四酰胺大环配体(TAML)。

柯林斯说，“我们必须使催化剂的铁中心具有与过氧化物酶相同的化学性质。”“我们花了15年时间系统地研究如何让TAML催化剂成分正常工作。然后我们得到了第一个——我们花了20年试图让它变得更好。”

在这项新的研究中，柯林斯描述了这些被称为NewTAMLs的改进催化剂的“创纪录”性能。测试表明，无限量的这些催化剂可以激活过氧化氢，并在不到5分钟的时间内从水中消除药物和常见的微污染物普萘洛尔。

由于其速度和效率，柯林斯设想，与目前的水处理技术(如臭氧净化)相比，NewTAML节省了大量成本。然而，对他来说，比成本和动力更重要的是安全。如果催化剂本身最终对生物造成有害影响，那么消除微污染物的催化剂就没有意义了。

柯林斯解释说，“发现某种东西是否剧毒是非常琐碎的事情——当你体内万亿分之一的东西明显有毒时，你就有大问题了。”“你体内的内分泌激素的工作浓度大约是万亿分之一到十亿分之一。他们控制着生命的发展和我们的未来。我们日常生活中发现的每一种化学物质都是内分泌干扰物，就像科幻恐怖故事一样——但这是现实。”

为了测试催化剂的安全性，柯林斯帮助世界领先的内分泌干扰科学领域确定了合适的检测方法，并对其进行逻辑筛选，以筛选化学物质的低剂量不良反应。TAML和NewTAML已被用于测试内分泌干扰的分层方案。NewTAML论文增加了小鼠内分泌干扰试验，候选催化剂以漂亮的颜色通过。

　　免责声明：本文由用户上传，与本网站立场无关。财经信息仅供读者参考，并不构成投资建议。投资者据此操作，风险自担。 如有侵权请联系删除！