持久性有機污染物的超分子識別及其可生物利用性研究

《持久性有機污染物的超分子識別及其可生物利用性研究》是依託大連理工大學,由賈凌雲擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：持久性有機污染物的超分子識別及其可生物利用性研究
• 依託單位：大連理工大學
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：賈凌雲

項目摘要

持久性有機污染物（POPs）污染土壤修復技術的研究是環境領域的研究熱點和難點。主要難點在於POPs以吸附態存在於土壤有機質中，很難被生物利用，生物修復效率極低。雖然近期研究者們發現超分子羥丙基β環糊精能夠提高土壤中多環芳烴類污染物的傳輸能力，加快土壤生物修復效率，但研究工作大多局限於菲等土壤中較易生物降解的污染物，對疏水性及生物毒性更強的POPs還缺乏系統深入的研究。本研究的主要目的是將分子模擬方法與生物降解等實驗研究緊密結合，首先利用分子模擬技術建立評價環糊精及其衍生物（CDs）與典型POPs污染物間超分子識別作用的技術平台，建立相互作用力的評價標準；建立CDs及其與POPs包結物的水溶性評價體系；在此基礎上獲得CDs對POPs的包結能力與土壤POPs的脫附率、與包結POPs可生物利用性的關係，為評價CDs在增強POPs污染土壤生物修復中套用的可行性提供依據。

結題摘要

本項目聚焦於持久性有機污染物(POPs)污染土壤修復技術這一環境領域的研究熱點和難點，為突破當前研究局限於少數幾類環糊精以及菲等簡單污染物的現狀，將分子模擬方法與生物降解等實驗研究緊密結合，對影響環糊精及其衍生物（CDs）對POPs超分子識別和可生物利用性的重要因素和機理進行了探索性的研究。在國家自然科學基金面上項目的資助下，按計畫建立和最佳化了評價CDs與POPs超分子識別的分子模擬技術，研究了多種CDs體系與POPs客體分子相互作用的機制，研究了多種溶液和細胞膜體系下CDs與客體分子的分子動力學特性，評價了CDs對POPs包結能力與土壤POPs脫附率和可生物利用性的關係，針對POPs進行了CDs庫的虛擬篩選研究，並進行了實驗驗證。研究結果表明：CDs的典型主客體分子識別體系可以有效的識別和包結作用於POPs分子，分子間作用力對CDs超分子識別能力有重要影響，CDs的不同類型側鏈對其包結能力有直接影響。分子動力學研究詮釋了不同體系下POPs可生物利用性的影響因素，通過對CDs庫的虛擬篩選發現了對POPs兼具良好水溶性、包結能力和可生物利用性的磺丁基-β-CD（SBE）。為建立完整的CDs對POPs包結能力和土壤中POPs脫附能力的評價模型，CDs和POPs分子屬性對該體系超分子識別能力的影響仍需要更深入的研究。