Репортаж от Wedoany，Германия Кирстин Гутекунст из Кассельского университета (University of Kassel), Вольфганг Шуман из Рурского университета в Бохуме (Ruhr University Bochum), Фелипе Консуэло из Нового Лиссабонского университета (Universidade Nova de Lisboa) и их коллеги захватили живые клетки цианобактерий в мягкое покрытие из редокс-полимера, модифицированного виологеном, на электроде, образуя тонкую «оболочку из гидрогеля» вокруг каждой клетки. Затем команда приложила небольшое отрицательное напряжение, чтобы восстановить виологеновые единицы в полимере, которые могли восстанавливать кислород в непосредственной близости от клеток, эффективно удаляя кислород из окружающей среды вокруг клеток.
Исследователи обнаружили, что восстановленный виологеновый полимер может эффективно удалять кислород, образующийся в результате фотосинтеза, создавая низкокислородную микросреду вокруг клеток, одновременно избегая накопления вредного пероксида водорода. Гидрогеназа внутри цианобактерий оставалась активной, что позволяло непрерывно производить водород.
Эксперименты с генетически модифицированными цианобактериями были особенно успешными. В этих мутантах гидрогеназа была генетически напрямую связана с фотосистемой I фотосинтеза. По сравнению с клетками дикого типа в полимере, эти мутанты демонстрировали более длительную и стабильную способность к производству водорода.
В этих защитных условиях мутанты слияния PSI-гидрогеназы стабильно производили водород на свету, и как только допускалось накопление кислорода, производство водорода немедленно снижалось. Поскольку не добавлялись глюкоза или другие внешние топлива, электроны для производства водорода, скорее всего, поступали непосредственно из расщепления воды фотосистемой II, что соответствовало ожиданиям.
Фотосинтетическое производство водорода обычно является самоограничивающимся, поскольку кислород, образующийся при расщеплении воды, инактивирует гидрогеназу. Однако это исследование демонстрирует практический метод развязывания электронов и кислорода в интактных клетках. Этот метод удаления кислорода на основе полимера позволяет избежать ферментных смесей и дополнительных топлив, таких как глюкоза, делая систему более простой, более устойчивой и приближая ее к настоящему устройству для производства водорода на солнечной энергии. Встраивание интактных клеток в настраиваемые редокс-полимеры открывает путь к масштабируемым «живым электродам» — клетки биологически самовосстанавливаются, а полимер отвечает за электрохимические функции.
Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com
