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科研人員開發一種常見的室內植物,可從周圍的空氣中去除氯仿和苯

我們希望儘可能保持家中的空氣清潔,有時我們使用HEPA空氣過濾器來防止過敏原和灰塵顆粒進入海灣。

但是一些有害化合物太小而不能被困在這些過濾器中。像氯仿這樣的小分子,在氯化水中少量存在,或苯,這是汽油的一種成分,當我們淋浴或煮沸水時,或者當我們在附屬車庫中存放汽車或割草機時,會在我們的家中積聚。苯和氯仿的暴露都與癌症有關。

現在,華盛頓大學的研究人員已經對常見的室內植物 - 常春藤 - 進行了基因改造,以去除周圍空氣中的氯仿和苯。經修飾的植物表達一種叫做2E1的蛋白質,將這些化合物轉化為分子,然後植物可以用來支持它們自身的生長。該團隊將於12月19日星期三在環境科學與技術部門發布其調查結果。

「人們並沒有真正在家裡談論這些有害的有機化合物,我認為這是因為我們對它們無能為力,」資深作者斯圖爾特斯特蘭德說,他是華盛頓大學土木與環境工程系的研究教授。 。「現在我們已經設計了室內植物來為我們清除這些汙染物。」

研究小組決定使用一種名為細胞色素P450 2E1或簡稱2E1的蛋白質,這種蛋白質存在於所有哺乳動物中,包括人類。在我們的體內,2E1將苯轉化為苯酚和氯仿成為二氧化碳和氯離子。但是2E1位於我們的肝臟中,當我們喝酒時會打開。因此無法幫助我們處理空氣中的汙染物。

「我們決定我們應該讓這種反應發生在植物體外,這是"綠肝"概念的一個例子,」斯特蘭德說。「2E1也可能對植物有益。植物利用二氧化碳和氯離子製造食物,並使用苯酚幫助製造細胞壁成分。」

研究人員製作了該基因的合成版本,作為製作兔子2E1形式的說明。然後他們將它引入pothos常春藤,以便植物中的每個細胞表達蛋白質。Pothos常春藤不會在溫帶氣候中開花,因此轉基因植物將無法通過花粉傳播。

「整個過程花了兩年多的時間,」主要作者龍張說,他是土木與環境工程系的研究科學家。「與其他實驗室工廠相比,這需要很長時間,這可能只需要幾個月的時間。但我們希望在pothos中做到這一點,因為它是一種在各種條件下生長良好的強大室內植物。」

然後研究人員測試了與正常的pothos常春藤相比,他們的改良植物能夠清除空氣中的汙染物。他們將兩種植物放入玻璃管中,然後在每根管中加入苯或氯仿氣體。超過11天,該團隊追蹤每個管道中每種汙染物濃度的變化情況。

對於未改性的植物,任一種氣體的濃度都不會隨時間而變化。但對於改良植物,三天后氯仿濃度下降了82%,到第六天幾乎檢測不到。改性植物小瓶中苯的濃度也降低,但更慢:到第8天,苯濃度下降了約75%。

為了檢測汙染物水準的這些變化,研究人員使用的汙染物濃度遠高於家庭中常見的濃度。但該團隊預計,在相同的時間範圍內,如果不是更快,家庭水準也將同樣下降。

斯特蘭德說,家裡的植物也需要在一個可以將空氣從葉子上移開的東西裡面,就像一個扇子。

「如果你在一個房間的角落裡種植了一種植物,它會對那個房間產生一些影響,」他說。「但如果沒有空氣流動,房屋另一端的分子需要很長時間才能到達工廠。」

該團隊目前正致力於通過添加一種蛋白質來增加植物的能力,該蛋白質可以分解家庭空氣中發現的另一種有害分子:甲醛,存在於一些木製品中,例如強化木地板和櫥櫃,以及煙草煙霧。

「這些都是穩定的化合物,所以很難擺脫它們,」斯特蘭德說。「如果沒有蛋白質分解這些分子,我們必須使用高能量過程來完成它。將這些蛋白質全部放在室內植物中會更加簡單和可持續。」

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