p Micropoluentes, como desreguladores endócrinos, pesticidas e produtos farmacêuticos têm efeitos prejudiciais na saúde pública e nos ecossistemas aquáticos, mesmo no nível de rastreamento. As membranas biocatalíticas exibem alta eficiência de remoção de micropoluentes devido à integração da catálise enzimática e separação da membrana. p Alcançar estabilidade de longo prazo e alta eficiência catalítica ao mesmo tempo continua sendo um desafio na fabricação de membrana biocatalítica. Inspirado no modelo de mosaico fluido da estrutura da membrana celular, um grupo de pesquisa liderado pelo Prof. Wan Yinhua do Instituto de Engenharia de Processos (IPE) da Academia Chinesa de Ciências preparou uma nova membrana biocatalítica com alta atividade enzimática e estabilidade para remoção de micropoluentes. O estudo foi publicado no Chemical Engineering Journal em 28 de novembro.

p Os pesquisadores ajustaram a força de confinamento da membrana, regulando assim a mobilidade da enzima imobilizada via modificação tridimensional (3-D) da camada de suporte da membrana de nanofiltração.

p Um revestimento inspirado em mexilhão foi aplicado para modificar toda a camada de suporte da membrana de nanofiltração (denominada modificação 3-D), e a lacase foi subsequentemente restringida de forma não covalente em uma membrana de nanofiltração modificada por filtração reversa.

p "A lacase pode ser estabilizada na camada de suporte modificada 3-D da membrana de nanofiltração com uma distribuição uniforme, alta carga de enzima, e estabilidade de armazenamento ultra-alta. Além disso, a membrana de nanofiltração modificada é versátil para diferentes imobilizações de enzimas, "disse o Prof. Wan.

p Melhor ainda, esta estratégia de modificação 3-D inspirada no mexilhão aumentou a força de confinamento da membrana à enzima com pequeno incremento na resistência à transferência de massa para substrato e produtos, o que efetivamente atrasou o vazamento da enzima e ao mesmo tempo dotou a enzima de um nível de mobilidade para uma catálise eficiente.

p A membrana biocatalítica preparada com força de confinamento otimizada exibiu alta atividade catalítica e estabilidade de longo prazo em sete ciclos de reutilização e 36 horas de operação contínua para remoção de micropoluentes.

p Os pesquisadores também propuseram um protocolo simples para quantificar a mobilidade da enzima imobilizada, que poderia refletir precisamente a força de confinamento das membranas modificadas, bem como o desempenho catalítico das membranas biocatalíticas.

p Além disso, a membrana modificada pode servir como um armazenamento de enzima e um dispositivo de liberação sustentada controlável para reação e dosagem. "Este trabalho não oferece apenas uma plataforma versátil para imobilizar várias enzimas e preparar membrana biocatalítica superior, "disse o Prof. Luo Jianquan do IPE, "mas também fornece orientação para projetar um ambiente de confinamento ideal para enzimas na membrana, facilitando as aplicações potenciais da membrana biocatalítica na bioconversão aprimorada, entrega de drogas, e biossensores em pequena escala. "