隨著抗生素在醫療衛生和畜牧養殖中的過量使用，甚至濫用，誘導產生的抗生素抗性基因對人類健康和生態環境潛在的巨大危害已經引起了人們的高度重視，開展將其有效去除的研究工作已迫在眉睫。為了有效阻控耐藥基因在水環境體系的增殖傳播，功能材料的開發應用為控制抗性基因污染提供了重要策略。
中國科學院南京土壤研究所選用玉米秸稈生物質炭作為多孔載體，采用共沉淀法-離子交換法制備磁性生物質炭-季鏻鹽復合材料（MBQ）。針對耐藥基因傳播載體-活性菌體與游離DNA-的殺滅去除，通過掃描電鏡、原子力顯微鏡、傅立葉變換紅外光譜、X射線衍射、高通量qPCR等技術對MBQ阻控抗生素抗性基因傳播機理進行了探討。結果表明，MBQ具有高效、長效及循環殺菌性能，可靜電力“捕獲”病原微生物，通過物理損傷、炭基誘導產生活性氧自由基氧化脅迫以及緩釋的季鏻鹽協同作用，破壞病原菌細胞膜結構完整性與通透性，殺滅細菌；同時，MBQ可通過誘導產生的.OH自由基、納米粒徑效應以及扦插作用，使DNA分子碎片化及構象轉變，促進了DNA磷酸骨架與MBQ的靜電絡合作用，最終實現MBQ通過靜電力高效去除游離DNA。研究結果對廢水中耐藥基因的去除以及水環境中耐藥基因傳播的阻控具有重要意義。
以上研究結果已在Carbon和Journal of Hazardous Materials上發表，南京土壤所博士生付玉豪為論文第一作者，南京土壤所研究員王芳為論文通訊作者。研究工作得到國家自然科學基金等資助。
磁性生物質炭/季鏻鹽(MBQ)阻控抗生素抗性基因傳播的機理
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