当前位置: 首页 > 文章 > 氧化石墨烯和多壁碳纳米管对莱茵衣藻光合产氢的影响 南京农业大学学报 2021 (2) 278-286
Position: Home > Articles > 氧化石墨烯和多壁碳纳米管对莱茵衣藻光合产氢的影响 Journal of Nanjing Agricultural University 2021 (2) 278-286

氧化石墨烯和多壁碳纳米管对莱茵衣藻光合产氢的影响

作  者:
王宗秀;戴霞;叶珂祯;陈熙;张炜
单  位:
南京农业大学生命科学学院
关键词:
氧化石墨烯;碳纳米管;光合产氢;氢化酶;莱茵衣藻;
摘  要:
[目的]比较不同纳米材料对莱茵衣藻光合产氢的影响,为纳米材料在生物产氢中的应用奠定基础。[方法]在前期对单链DNA修饰单壁碳纳米管(ssDNA/SWCNT)的研究基础上,将羟基修饰多壁碳纳米管(MWCNT)和氧化石墨烯(GO)导入莱茵衣藻细胞,研究它们对衣藻细胞生长、光合生理和产氢的影响。[结果]ssDNA/SWCNT尺寸为0.1~1.0μm; MWCNT小于50μm, GO横向尺寸为0.5~3.0μm。MWCNT、GO和ssDNA/SWCNT的zeta电位分别为(-32.97±1.19)、(-43.20±0.56)和(-56.85±0.93)mV,拉曼光谱ID/IG比值分别为0.17、0.81和0.79。GO的纯度和溶液分散性优于MWCNT,但二者的纯度和分散性均小于ssDNA/SWCNT。与衣藻细胞共培养后,GO、MWCNT与ssDNA/SWCNT均定位在细胞质,并轻微抑制细胞生长。在缺硫培养条件下,与2种碳纳米管相比,氧化石墨烯(GO)可显著抑制藻细胞的PSⅡ最大光化学效率、电子传递速率和净光合放氧速率,从而加速细胞缺氧状态的建立。纳米材料处理后,氢化酶活性峰值的出现从缺硫培养11 d提前到7 d。添加GO的衣藻共培养物的产氢量是对照的4.5倍,显著高于MWCNT(1.2倍)和ssDNA/SWCNT(2.2倍)。[结论]氧化石墨烯和羟基修饰多壁碳纳米管可通过抑制PSⅡ光合活性、在细胞内提前建立缺氧状态、尽快诱导氢化酶活性的方式促进莱茵衣藻光合产氢,其中氧化石墨烯可显著提高光合产氢量,为对照的4倍以上。

相似文章

计量
文章访问数: 14
HTML全文浏览量: 0
PDF下载量: 0

所属期刊

推荐期刊