基于多巴胺化学的天然产物海洋防污应用学术资讯

来源：ACS美国化学会

英文原题：Natural Product Inspired Environmentally Friendly Strategy Based on Dopamine Chemistry toward Sustainable Marine Antifouling

作者：Hui Liu, Wufang Yang, Wenwen Zhao, Jianbin Zhang, Meirong Cai, Xiaowei Pei, Feng Zhou

海洋生物污染是人类从事海洋活动中不可避免的一种生物现象和技术挑战。海洋生物(细菌、藻类、软体动物)的黏附会造成许多危害，如船舶阻力增大、燃料消耗增加、船体腐蚀、船体失衡、生态系统破坏等。因此，研究提出了多种防止或延缓海洋生物污染的技术。其中，目前应用最为广泛的技术主要是通过界面释放有毒物质(如重金属)实现海洋生物污损的抑制，该方法对生态环境存在着不可避免的风险和劣势，并极大地阻碍了相关技术的可持续应用。因此，研究开发新型、高效、低毒、环保的防污剂已成为当今世界迫切需要解决的问题和研究热点。

近日，中国科学院兰州化学物理研究所的周峰研究员报道了一种从植物中提取天然活性成分瑞香狼毒(Stellear Chamaejasme, SC)，结合多巴胺化学制备具有活性组分可控释放特性的环境友好型海洋防污涂层技术的方法。研究发现此天然活性成分对多种污损藻类具有静态荧光淬灭和抗蛋白粘附的作用。当引入活性组分瑞香狼毒成分后，金片基底的蛋白吸附量从204.39 ng/cm2下降到122.32 ng/cm2。考虑到现有防污技术活性组分在应用中存在释放速度快和利用率低等问题，利用多巴胺氧化自聚合，将狼毒活性组分包覆形成SC@PDA微胶囊(图1)。这一方法不仅提供了天然防污成分高的负载量，还能使其缓慢释放达到可持续防污的效果(图2)。以舟形藻为例，当在藻液中加入少量微胶囊成分后，培养24h后，藻类荧光强度从950.47显著下降到11.69，相比空白荧光强度降低了98.77%。以上结果揭示并研究了一种新的天然防污成分，并为具有可持续特性防污活性组分的可控释放提供了一种通用的方法。

图1. SC@PDA微胶囊的合成示意图。

图2. (a)SC@PDA微胶囊中狼毒的缓释行为。(b)SC@PDA微胶囊作用下的舟形藻荧光强度的变化。

为了更切合实际的应用，该团队将SC@PDA微胶囊掺杂进丙烯酸类涂层中。相比于未掺杂微胶囊的空白涂层，在微胶囊缓释狼毒活性组分并迁移到表面的作用下，表面对污损藻类表现出优异的抗污损作用。如图3所示，对于空白的涂层，在藻液中浸泡24h后，表面有大量的污损藻(舟形藻)附着，附着的藻类密度为776.5/mm2。在掺杂微胶囊的涂层表面，污损藻的密度显著降低为159.2/mm2，污损密度下降率为79.5%。同样地，对紫球藻而言，掺杂微胶囊的涂层表面的污损藻密度的下降率为84.15%。这种具有环境友好特性的天然活性组分基海洋防污策略及其相应海洋防污涂层的制备符合下一代海洋防护策略的基本要求，并为可替代技术的发展提供了一种新的思路。

图3. 掺杂SC@PDA微胶囊涂层表面的污损藻类的密度变化图(标尺为50 µm)。

来源：gh_0320d0d498b4 ACS美国化学会

原文链接：http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIyMjgzMzI0Ng==&mid=2247504230&idx=2&sn=2cc55be8b4800c01c8bdc9338898eaef&chksm=e825ee57df5267412c61a3548c4ed51432b4c6385e33d896c94c71f56c0d25e4c89279c46fdb&scene=27#wechat_redirect

电话：（010）86409582

邮箱：kejie@scimall.org.cn