这种细菌以黄金支付

吉祥坊官方 一种名为Moorella thermoacetica的细菌不会免费使用。但加州大学伯克利分校的研究人员已经发现它对黄金有胃口。为了换取这种特殊的疗法,这种细菌揭示了通过人工光合作用生产太阳能燃料的更有效途径。 在加州大学伯克利分校化学学院教授Peidong Yang领导的一项研究中,M. thermoacetica首次作为第一个进行人工光合作用的非光敏细菌首次亮相。通过将由硫化镉(CdS)制成的光吸收纳米颗粒附着到细菌膜外部,研究人员将热乙酸疟原虫转变为微小的光合作用机器,将阳光和二氧化碳转化为有用的化学物质。 现在杨和他的研究团队已经找到了一种更好的方法来吸引这种富含二氧化碳的细菌,使其更具生产力。通过在细菌内部放置吸光金纳米团簇,他们创造了一种生物混合系统,可以产生比以前所证明的更高产量的化学产品。该研究由美国国立卫生研究院资助,于10月1日在Nature Nanotechnology上发表。 对于第一个混合模型,M。thermoacetica-CdS,研究人员选择硫化镉作为半导体吸收可见光的能力。但由于硫化镉对细菌有毒,因此纳米粒子必须“在细胞外”附着在细胞膜上,或者在热乙酸嗜热菌 – CdS系统之外。阳光激发每个硫化镉纳米颗粒产生称为电子的带电粒子。当这些光产生的电子穿过细菌时,它们在称为“二氧化碳减少”的过程中与多种酶相互作用,引发一系列反应,最终将二氧化碳转化为乙酸盐,这是制造太阳能燃料的一种有价值的化学物质。 但在细胞外模型中,吉祥体育手机官网 电子最终会与其他化学物质相互作用,这些化学物质无法将二氧化碳转化为乙酸盐。结果,一些电子丢失,永远不会到达酶。因此,为了改善所谓的“量子效率”或细菌每次获得电子时产生醋酸盐的能力,研究人员发现了另一种半导体:由22个金原子(Au22)制成的纳米团簇,这是一种令人惊讶的材料M. thermoacetica闪耀。 “我们之所以选择Au22是因为它非常适合吸收可见光,并有可能推动二氧化碳减排过程,但我们不确定它是否与细菌相容,”杨说。 “当我们在显微镜下检查它们时,我们发现细菌中充满了这些Au22簇 – 并且仍然幸福地活着。” 在M.Berkeley的分子成像中心进行M.thermoacea-Au22系统的成像。 研究人员还选择Au22 – 被研究人员称为“魔术”金纳米团簇 – 因其超小尺寸:单个Au22纳米团簇的直径仅为1纳米,允许每个纳米团簇轻易穿过细菌细胞壁。 “通过用Au22纳米团簇喂养细菌,我们有效地简化了细菌内部CO2还原途径的电子转移过程,其量子效率为2.86%,或者在M. thermoacetica-Au22系统中产生的乙酸盐含量增加了33%。比起CdS模型,“杨说。 神奇的黄金纳米团簇是Yang实验室的最新发现,过去六年来,该实验室一直致力于利用生物混合纳米结构将二氧化碳转化为有用的化学品,这是为可再生燃料找到负担得起的丰富资源和潜力的持续努力的一部分。吉祥坊备用网址 解决气候变化影响的解决方案。 “接下来,我们想找到一种方法来降低成本,改善这些生物混合系统的寿命,并提高量子效率,”杨说。 “通过继续研究金纳米团簇如何被光活化的基本方面,以及遵循二氧化碳减排途径中的电子转移过程,我们希望找到更好的解决方案。” 杨的合着者是加州大学伯克利分校的研究生张浩和前博士后刘浩,现在中国上海东华大学。