近日，国际生物工程技术领域顶级期刊 《Bioresource Technology》 （影响因子：9.642，中科院一区TOP期刊）报道了西南交通大学生命科学与工程学院“微纳米生物技术”创新团队王垚磊老师小组的研究成果“Microfluidic aqueous two-phase system-based nitrifying bacteria encapsulated colloidosomes for green and sustainable ammonium-nitrogen wastewater treatment”（2021, 342: 126019）。该论文已西南交通大学生命科学与工程学院为唯一署名单位和通讯作者单位，我院19级硕士研究生刘刚为第一作者，王垚磊老师为通讯作者。该工作受到国家自然科学基金项目（31901057）和中央高校基本科研业务费（2682016CX101）的资助，同时该研究工作得到孟涛教授和王璨副教授的大力支持和指导。
固定化微生物技术是将特选的微生物固定在选证的载体上，使其高度密集并保持生物活性，在适宜条件下能够快速、大量增殖的生物技术。这种技术应用于废水处理，有利于提高生物反应器内微生物（尤其是特殊功能的微生物）的浓度，有利于微生物抵抗不利环境的影响，有利于反应后的固液分离，缩短处理所需的时间。
海藻酸具有廉价，生物相容性高及凝胶化温和的优点，是固定化微生物常用的载体。然而，由于存在机械强度低及稳定性差等问题，在污水处理中通常通过添加有机聚合物来提高其循环利用次数。有机物的引入在一定程度上会造成环境的二次污染。因此，开发同时具备高生物相容性和机械强度的固定化微生物载体是一个持续的挑战。针对上述问题，王垚磊老师小组基于微流控双水相（ATPS）系统，利用ATPS独特的分配特性及ATPS海藻酸体系的“排水”效应，通过脲酶介导的温和生物矿化反应，制备了微米级，单分散的包封硝化细菌的Ca-Alg@CaCO3胶体囊用于绿色、可持续含铵氮废水的处理。实验表明，与传统海藻酸凝胶球载体相比，Ca-Alg@CaCO3胶体囊能灵活调控尺寸大小，具有更大的反应比表面积，在高pH值及环境温度下能够更好地保留微生物的活性，并且能够较大的提高污水处理的循环使用次数（216小时，9次）。这种具有高度生物相容、尺寸均一、高机械强度的Ca-Alg@CaCO3胶体囊载体，在绿色、可多次循环使用污水处理上具有潜在的应用价值。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.biortech.2021.126019
