A biossorção é a remoção de contaminantes de uma amostra, adsorvendo-os na superfície de um material biológico. Espera-se que forneça benefícios ambientais e econômicos em comparação com as técnicas convencionais de separação. Uma equipe de cientistas, incluindo um pesquisador da Universidade de Tsukuba, analisou a interação da alga Galdieria sulphuraria com metais preciosos para entender melhor o processo de biossorção. Suas descobertas são publicadas no Journal of Hazardous Materials .
Metais preciosos - incluindo ouro, platina e paládio - foram detectados no meio ambiente em níveis de vestígios e os riscos ecológicos e de saúde associados não são bem compreendidos. A remoção desses metais usando abordagens padrão pode ser um desafio porque outros elementos contaminantes com concentrações geralmente mais altas – ferro e cobre, por exemplo – oferecem competição.

A biossorção é uma alternativa potencial que também pode apresentar benefícios financeiros através da reciclagem dos elementos caros. Compreender e otimizar a biossorção de metais preciosos é, portanto, uma importante área de pesquisa.

Grandes conjuntos de dados que consideram tanto a eficiência de sorção quanto a capacidade dos biomateriais foram acumulados. No entanto, até agora, os resultados foram calculados em toda a população de células e não foi possível avaliar a adsorção no nível de célula única.

Agora, a equipe combinou a espectroscopia de estrutura fina de absorção de raios X (XAFS) - que tem sido usada para analisar a maneira como os metais são adsorvidos nas células - com a espectrometria de massa de plasma indutivo de célula única (scICP-MS) para fornecer a ligação entre o comportamento da população celular e a natureza das interações entre os metais e as células na superfície celular.

"Combinar XAFS e scICP-MS, e usar baixas concentrações de metais, significava que podíamos ver de perto as interações específicas que ocorrem na superfície da célula", explica o principal autor, professor Ayumi Minoda. "Descobrimos que a quantidade de metal adsorvido dependia do metal em questão e da acidez da solução."

Em condições de baixa acidez, ouro, platina e paládio são todos adsorvidos às células. O ouro interage com grupos contendo enxofre na superfície da célula, enquanto a platina e o paládio interagem com grupos contendo enxofre e nitrogênio.

Curiosamente, em alta acidez, apenas ouro e paládio foram adsorvidos nas células e apenas por meio da interação com o enxofre. O padrão de distribuição das células adsorvedoras de paládio - tanto o número de células que adsorveram paládio quanto a quantidade de paládio adsorvido - mudou drasticamente. Este é o primeiro relato a vincular tais interações a mudanças no comportamento da população celular e demonstra claramente um mecanismo de adsorção diferencial sob diferentes condições ambientais.

"Espera-se que o insight alcançado contribua para a engenharia futura de superfícies celulares para fornecer adsorção de metal aprimorada", diz o professor Minoda. "Espera-se que a otimização do desempenho de adsorventes de metais preciosos de origem biológica melhore significativamente a sustentabilidade ambiental da reciclagem e remediação de metais". + Explorar mais

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