劳伦斯·利弗莫尔国家实验室
在LLNL的荧光光谱实验中，右侧的发光/粉红色样品是含有放射性锔和蛋白质lanmodulin的实际样品
当暴露在紫外线下时，蛋白质会使锔发光
在蛋白质的存在下，锔的发光变得足够强，可以用肉眼观察到
示意图显示了锔-蛋白质复合物的结构，每个蛋白质分子结合了三个锔原子
信用:劳伦斯·利弗莫尔国家实验室 劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的科学家和合作者提出了一种新的机制，通过这种机制，核废料可以在环境中扩散
新发现涉及宾夕法尼亚州立大学和哈佛医学院的研究人员，对核废料管理和环境化学有影响
这项研究发表在《美国化学学会杂志》上
LLNL科学家和主要作者Gauthier Deblonde说:“这项研究与核材料在自然界的命运有关，我们偶然发现了一种以前未知的机制，通过这种机制，某些放射性元素可以在环境中扩散。”
“我们表明，自然界中有一些以前没有考虑过的分子，特别是像‘lanmodulin’这样的蛋白质，它们可能会对放射性元素产生强烈的影响，而放射性元素对于核废料管理来说是有问题的，例如镅、锔等
" 过去和现在的核活动(能源、研究、武器试验)增加了理解环境中放射性物质行为的紧迫性
含锕系元素的核废料(e
g
钚、镅、锔、镎
)是特别成问题的，因为它们在数千年中仍然具有放射性和毒性
然而，人们对这些元素在环境中的化学形式知之甚少，这迫使科学家和工程师使用模型来预测它们的长期行为和迁移模式
到目前为止，这些模型只考虑了与小的天然化合物、矿物相和胶体的相互作用，而更复杂的化合物如蛋白质的影响在很大程度上被忽略了
这项新的研究表明，自然界中一种丰富的蛋白质大大超过了科学家以前认为在环境中锕系元素迁移方面最有问题的分子
“最近发现一些细菌专门使用稀土元素，这开启了生物化学的新领域，具有重要的技术应用，并对锕系元素地球化学有潜在的影响，因为稀土和锕系元素之间有化学相似性，”约瑟夫·科特鲁沃说
宾夕法尼亚州立大学助理教授，论文合著者
在许多利用稀土元素的细菌中，被称为lanmodulin的蛋白质是一种小而丰富的蛋白质
它是由宾夕法尼亚州立大学团队成员在2018年发现的
虽然宾夕法尼亚州立大学和LLNL团队已经详细研究了这种非凡的蛋白质是如何工作的，以及如何将其应用于提取稀土，但这种蛋白质与环境中放射性污染物的相关性此前尚未被探索过
LLNL科学家Annie Kersting说:“我们的结果表明，lanmodulin和类似的化合物在环境中锕系元素的化学中发挥了比我们想象的更重要的作用。”
“我们的研究还指出，在环境中合成放射性同位素的不同迁移模式中，选择性生物分子可以发挥重要作用
" LLNL科学家Mavrik Zavarin说:“这项研究还首次表明，与包括稀土元素在内的任何其他金属相比，lanmodulin更喜欢锕系元素，这是一个有趣的特性，而不是可以用于新的分离过程。”
稀土元素生物化学是宾夕法尼亚州立大学和LLNL帮助开拓的一个非常新的领域，这项新工作首次探索了锕系元素的环境化学如何与自然对稀土元素的使用联系起来
根据德邦德的说法，Lanmodulin对锕系元素更高的亲和力甚至可能意味着自然界中普遍存在的利用稀土的生物可能会优先将某些锕系元素掺入它们的生物化学中
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