La biosorption est l'élimination des contaminants d'un échantillon en les adsorbant à la surface d'un matériau biologique. Il devrait offrir des avantages environnementaux et économiques par rapport aux techniques de séparation conventionnelles. Une équipe de scientifiques dont un chercheur de l'Université de Tsukuba a analysé l'interaction de l'algue Galdieria sulphuraria avec les métaux précieux pour mieux comprendre le processus de biosorption. Leurs conclusions sont publiées dans le Journal of Hazardous Materials .

Des métaux précieux, dont l'or, le platine et le palladium, ont été détectés dans l'environnement à l'état de traces et les risques sanitaires et écologiques associés ne sont pas bien compris. L'élimination de ces métaux à l'aide d'approches standard peut être difficile, car d'autres éléments contaminants avec des concentrations généralement plus élevées, comme le fer et le cuivre, font concurrence.

La biosorption est une alternative potentielle qui pourrait également présenter des avantages financiers grâce au recyclage des éléments coûteux. Comprendre et optimiser la biosorption des métaux précieux est donc un axe de recherche important.

Des ensembles de données massifs qui tiennent compte à la fois de l'efficacité de sorption et de la capacité des biomatériaux ont été accumulés. Cependant, jusqu'à présent, les résultats ont été moyennés sur l'ensemble de la population cellulaire et il n'a pas été possible d'évaluer l'adsorption au niveau d'une seule cellule.

Maintenant, l'équipe a combiné la spectroscopie de structure fine d'absorption des rayons X (XAFS) - qui a été utilisée pour analyser la façon dont les métaux s'adsorbent sur les cellules - avec la spectrométrie de masse à plasma à couplage inductif à cellule unique (scICP-MS) pour fournir le lien entre le comportement de la population cellulaire et la nature des interactions entre les métaux et les cellules à la surface cellulaire.

"Combiner XAFS et scICP-MS, et utiliser de faibles concentrations de métaux, signifiait que nous pouvions examiner de très près les interactions spécifiques qui se déroulent à la surface des cellules", explique l'auteur principal, le professeur Ayumi Minoda. "Nous avons constaté que la quantité de métal adsorbé dépendait du métal en question et de l'acidité de la solution."

Dans des conditions de faible acidité, l'or, le platine et le palladium sont tous adsorbés sur les cellules. Il a été constaté que l'or interagissait avec les groupes contenant du soufre à la surface de la cellule, tandis que le platine et le palladium interagissaient avec les groupes contenant du soufre et de l'azote.

Fait intéressant, à une acidité élevée, seuls l'or et le palladium sont adsorbés sur les cellules et uniquement par interaction avec le soufre. Le schéma de distribution des cellules adsorbant le palladium - à la fois le nombre de cellules adsorbant le palladium et la quantité de palladium adsorbé - a radicalement changé. Il s'agit du premier rapport à lier ces interactions à des changements dans le comportement de la population cellulaire et démontre clairement un mécanisme d'adsorption différentielle dans différentes conditions environnementales.

"La perspicacité obtenue devrait contribuer à l'ingénierie future des surfaces cellulaires pour fournir une meilleure adsorption des métaux", déclare le professeur Minoda. "L'optimisation des performances des adsorbants de métaux précieux d'origine biologique devrait améliorer considérablement la durabilité environnementale du recyclage et de la remédiation des métaux." + Explorer plus loin

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