炭基材料阻控抗生素抗性基因传播方面获得进展

2021.1.12

　　随着抗生素在医疗卫生和畜牧养殖中的过量使用，甚至滥用，诱导产生的抗生素抗性基因对人类健康和生态环境潜在的巨大危害已经引起了人们的高度重视，开展将其有效去除的研究工作已迫在眉睫。为了有效阻控耐药基因在水环境体系的增殖传播，功能材料的开发应用为控制抗性基因污染提供了重要策略。

　　中国科学院南京土壤研究所选用玉米秸秆生物质炭作为多孔载体，采用共沉淀法-离子交换法制备磁性生物质炭-季鏻盐复合材料（MBQ）。针对耐药基因传播载体-活性菌体与游离DNA-的杀灭去除，通过扫描电镜、原子力显微镜、傅立叶变换红外光谱、X射线衍射、高通量qPCR等技术对MBQ阻控抗生素抗性基因传播机理进行了探讨。结果表明，MBQ具有高效、长效及循环杀菌性能，可静电力“捕获”病原微生物，通过物理损伤、炭基诱导产生活性氧自由基氧化胁迫以及缓释的季鏻盐协同作用，破坏病原菌细胞膜结构完整性与通透性，杀灭细菌；同时，MBQ可通过诱导产生的^.OH自由基、纳米粒径效应以及扦插作用，使DNA分子碎片化及构象转变，促进了DNA磷酸骨架与MBQ的静电络合作用，最终实现MBQ通过静电力高效去除游离DNA。研究结果对废水中耐药基因的去除以及水环境中耐药基因传播的阻控具有重要意义。

　　以上研究结果已在Carbon和Journal of Hazardous Materials上发表，南京土壤所博士生付玉豪为论文第一作者，南京土壤所研究员王芳为论文通讯作者。研究工作得到国家自然科学基金等资助。