广州大学大湾区环境研究院闫兵教授团队在基于镧系磷酸盐TbPO₄纳米的环境胞外抗性基因的提取方面取得进展。相关成果以“A TbPO₄-based capturer for environmental extracellular antibiotic genes by interrogating lanthanide phosphates nanoneedles”为题发表于环境领域权威期刊Journal of Hazardous Materials（DOI: 10.1016/j.jhazmat.2021.127139; IF: 10.588）。论文第一作者是研究生王海青，通讯作者是周丽教授和闫兵教授。

抗生素的广泛使用导致了抗生素耐药性在世界范围内的流行以及抗生素耐药细菌(ARB)的繁殖。抗生素耐药基因(ARGs)通过基因转移的过程成为细菌间耐药性传播的关键驱动力。确定ARGs的丰度和空间动态分布对于评估其对公共健康的威胁以及制定对抗抗生素耐药性的缓解战略至关重要。ARGs以细胞内DNA(iDNA)和细胞外DNA(eDNA)的形式存在。然而，由于eDNA在环境中浓度较低，特别是在环境水体中，其污染情况尚未得到广泛研究。在过去的几十年里，一系列的eDNA预处理富集的方法被开发出来。然而，基于成本、时间、产量和对环境的影响等因素，高效的提取富集技术仍然缺乏。

闫兵教授团队报道了一种基于镧系磷酸盐材料(LnPO₄)的痕量eDNA提取的简便方法。LnPO₄材料表面的镧系离子具有丰富的f轨道，对带有磷酸基团的分子具有高亲和力，可通过配位与带负电荷的磷酸盐基团有效结合。这种选择性有利于抑制非磷酸化环境污染物的非特异性吸附。此外，LnPO₄材料具有高度的稳定性和生物相容性，在不造成环境污染的情况下可以选择性富集eDNA。通过筛选各种LnPO₄纳米材料，低结晶性的TbPO₄被证实为最有效的结构，其DNA吸附效率在97%以上，最佳DNA回收率为78.83%。该方法具有良好适用性，已成功从不同环境样品包括自来水、河流水中有效提取到eDNA。对于不同的环境样品，此方法显示出与商业化提取方法相当或更好的提取效率，但成本更低。此外西江河流样本eDNA中eARGs的存在和丰度被成功检出，表明ARGs的广泛传播。这项新技术在未来不仅有助于评估eARGs的持久性和传播风险，而且有助于水资源管理决策的制定。

基于TbPO₄纳米材料的eDNA富集与测定流程图