非光合固碳微生物能够在温和无光照条件下特异性地捕获工业废气中CO2,应用前景广阔。迄今提高细胞固碳活性的研究主要集中在基因工程和代谢途径改造,对于CO2捕获与传递效率关注甚少。本项目提出构建一种"微生物-纳米组装体",从微纳尺度及细胞结构强化CO2的传质与转化,用于CO2固定及原位催化转化为有机平台化合物。以实验室保存的高活性非光合固碳微生物如放线杆菌ATCC55618等为对象,与尺寸均一可控的纳米吸附剂和纳米磁颗粒进行组装,实现单细胞纳米组装体的构筑与调控;利用吸附过程,强化气相中CO2向细胞胞质传递,提高CO2捕获速率;考察多孔纳米颗粒合成和表面改性过程,调控其与细胞的功能组装;通过组装优化纳米吸附剂吸附动力学与生物捕获、碳转化动力学的匹配,将CO2化学吸附和生物固碳的优点相结合。本项目的开展将为温室效应高效控制和碳资源有效利用提供研究基础。
英文主题词Bio-material;modification;microorganism;Assembly;CO2 fixation