Tilbake til søkeresultatene

JPIWATER-Water challenges for a changing world

Nanoenabled strategies to reduce the presence of contaminants of emerging concern in aquatic environment

Tildelt: kr 1,3 mill.

SINTEF Ocean har evaluert ulike råstoff for å finne og beskrive nye lipider og AMP (antimikrobielle proteiner) som skal videre brukes for antimikrobiell biobasert plattform for nanoformulering av QQE (quorum quenching enzymes). Ulike tarearter, restråstoff fra laks og maneter ble bruk. Tørking, fraksjonering, og hydrolyse er de teknologiske løsninger som har blitt testet i prosjektet. Etter første runde med testing, utført av spanske prosjektpartner UPC, viste resultater at fraksjoner fra Periphylla Periphylla viste hadde de beste antimikrobielle egenskaper, mens hydrolysater fra laksebein ble definert som ingredienser med beste antioksidativ potensial. Videre ble fraksjoner fra Periphylla Periphylla og hydrolysater fra laksebein samt hydrolyasater fra gammarids brukt for screening av bioaktivetet. Det er dokumentert at marine kollagenhydrolystaer viser flere biologiske aktiviteter, og innenfor rammen av AMROCE-prosjektet blir en rekke hydrolysater oppnådd fra resterende skinn etter gelatinekstraksjon evaluert. SINTEF Ocean har videre ekstrahert ut lipider og peptider fra ulike mikroalgearter som senere skal brukes i fiskefôr. Siden fettsyrefraksjonene som inneholder større mengder etylester (EPA) og dokosaheksaensyre (DHA) har de beste antimikrobielle egenskapene, har SINTEF Ocean dyrket forskjellige mikroalger med potensial til å produsere store mengder EPA eller DHA. N. oceanica produserte den høyeste mengden lipider, mens den høyeste mengden flerumettede fettsyrer ble produsert av C. vulgaris. Optimalisering av betingelser (dvs. algetype/høststadium) for å produsere høyere verdier av EPA og DHA ble definert. SINTEF planlegger å fortsette med optimaliseringen for å oppnå høyt innhold av begge fettsyrene samtidig - for å få høyere antibakteriell effekt, og også med å forbedre ekstraksjonseffektivitet. Fiskeolje ekstrahert av forskjellige arter (laks, sild og sardiner/anchovy) var testet for antimikrobielle egenskaper. Fiskeolje med høy konsentrasjon av EPA/DHA vist antimikrobielle egenskaper. Fettsyresammensetning effekt på antimikrobielle egenskaper studeres videre. NTNU i samarbeid med Bar-Ilan Institute of Nanotechnology & Advanced Materials (Israel) testet effektiviteten av antibegroingsbelegg not. NTNU fikk seksjoner av not som var belagt med ulike konsentrasjoner av antibegroingsbelegg, og en kontrollseksjon som var ubehandlet. De belagte og ubelagte merdseksjonene ble plassert i et lukket akvarium som simulerte miljøforholdene fra oppdrettsanlegget vårt. Biofiltre beriket med mikrobiom fra vår sjøbaserte oppdrettslokalitet ble tilsatt akvariet som en første test av antibegroingsegenskaper og biotoksisitet i et kontrollert miljø. Biofilmdannelse og mikrobiomdiversitet ble registrert ukentlig, i tre måneder. Resultatene viser at ubehandlet not hadde en normal biofilmdannelse, og som forventet var mikrobiomdiversiteten lik biofiltermikrobiomet etter tre måneder. Biofilm begynte å danne seg på det ubehandlede nettet etter en uke, og vokste på ukentlig basis, både i mikrobiomrikdom og som visuell biomasse på nettet. Den antibegroingsbelagte noten kom med to ulike konsenstrasjoner, en med høy konsentrasjon av antibegroingsbelegg og en med lav konsentrasjon. Nettet med høy konsentrasjon hadde høy biotoksisitet, og mikrobiomet på biofiltrene og akvariet ble nesten fullstendig utryddet på mindre enn en uke. Etter tre måneder var et minimalt antall mikroorganismer tilstede i akvariet og på biofiltre, men nettet hadde ingen biofilm på seg. Noe mikrobiom fra vannfasen kunne påvises på nettet, men ikke som biofilm. Denne notseksjonen ble ikke utplassert til sjøs på grunn av dens biotoksisitet. Nettet med lav konsentrasjon av antibegringsbelegg forsinket biofilmdannelsen i 5-6 uker, og etter tre måneder var det noe biofilm på noten, men ikke på langt nær så mye som på den ubehandlede noten. Mikrobiomets rikdom var lavere enn på en ubehandlede noten. Antifouling-eksperimentet ble gjennomført i samarbeid med bioteknologistudenter fra NTNU, og hele avhandlingsrapporten er publisert i NTNU Open. For å fremme prosjektet, formidle forskningsresultater og dele erfaringer arrangerte SINTEF Ocean sammen med partnere fra VTT og UPC en workshop "Marine-derived bio-actives and their nanoformulation into high-added value products" som ble holdt 13. september (2023) i Trondheim. Arrangementet var et felles arrangement knyttet til to prosjekter: AMROCE og Tardis (Nano-enabled stimuli-responsive scaffolds for targeted antimicrobials delivery to treat Staphylococcus aureus infections and restore skin homeostasis), hvilke forskningsområder utfyller hverandre.

Contaminant of emerging concern (CECs) such as antibiotics, pathogens and antimicrobial resistant (AMR) bacteria in water bodies associated to intensive ?sh and inland animal farming, represent a great threat to the environment and human health. AMROCE aims at reducing antibiotic pollution and spread of AMR bacteria in the entire water cycle through a platform of novel antibiotic-free antimicrobial products. AMROCE will develop antimicrobial/antibio?lm ?sh cage nets and wastewater ?ltration membranes through polymer bulk and surface nano-engineering. Marine-derived antimicrobial agents and antibio?lm enzymes will be nano-formulated as alternative to antibiotics for ?sh and animal feed supplement. Human and environmental nanosafety during the manufacturing and use of the novel nanotechnology-embedded products will be continuously evaluated to anticipate nanosafety issues.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

JPIWATER-Water challenges for a changing world