碳基材料对鲱鱼精子DNA的吸附及其影响因素

作     者：宋薇 石林 孙晓 张迪 

作者机构：云南省土壤固碳与污染控制重点实验室昆明理工大学环境科学与工程学院 山东省水土保持与环境保育重点实验室临沂大学资源环境学院 

出 版 物：《环境化学》 (Environmental Chemistry)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 07[理学] 08[工学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

基　　金：山东省泰山学者青年专家项目(tsqn202306276) 国家自然科学基金(42167030) 临沂大学高层次人才(博士)科研启动基金(Z6122037)资助 

主　　题：碳基材料 鲱鱼精子DNA 悬浮 吸附 

摘      要：环境DNA作为抗生素抗性基因的载体，其环境行为受到了愈加广泛的关注，但其与碳基材料间吸附行为的研究仍不系统.选取有代表性的鲱鱼精子DNA(hsDNA)，通过批量吸附动力学、等温线实验及不同pH值下的吸附实验，探讨不同碳基材料(石墨化碳管G-CNT、羧基化碳管C-CNT、羟基化碳管H-CNT、200目石墨G200、2000目石墨G2000)对于环境DNA的吸附机制.实验表明，碳管对hsDNA的最高吸附量比石墨高近1个数量级，且吸附量从大到小的顺序为：G-CNT(66.75 mg·g-1)H-CNT(65.34 mg·g-1)C-CNT(58.31 mg·g-1)G2000(6.80 mg·g-1)G200(6.01 mg·g-1).静电作用、比表面积、孔径及疏水作用都会影响碳基材料对hsDNA的吸附. Freundlich模型比Langmuir模型更适用于描述碳基材料对hsDNA的吸附，吸附主要是非均质化学吸附过程. pH在3—8时，hsDNA的吸附量随pH的升高显著降低；pH3时，规律则相反.利用超声手段模拟实际环境中碳管的悬浮，描述了hsDNA对碳管悬浮的作用及超声条件对碳管吸附hsDNA的影响.超声显著增加了纳米碳管的悬浮，但对hsDNA吸附提升不明显.由于缺少含氧官能团，G-CNT的悬浮量低于C-CNT和H-CNT.超声辅助下，3种碳管的悬浮量随hsDNA浓度的升高显著增加.探究不同碳基材料与环境DNA的吸附机制及悬浮碳管对环境DNA吸附行为的影响，可为评价碳基材料和被其吸附的环境DNA进入环境后的风险提供理论基础.