一项由葡萄牙海洋与环境跨学科中心(CIIMAR)牵头、里斯本大学与波尔图大学参与的研究显示,海洋蓝藻产生的天然肽可作为防污涂层活性成分,用于替代当前海事行业广泛使用的有毒生物杀灭剂。
研究团队在《生物技术趋势》杂志发表论文《含蓝藻环肽的工程涂层延缓稳定大型污损群落形成》,提出一种基于海洋蓝藻天然肽的新型防污路径。CIIMAR生物启发海洋界面组研究员、项目负责人Joana Almeida表示,该方法的关键在于利用蓝藻产生的天然肽,选择性干扰生物定殖的初始环节,从而在不伤害非靶标生物的情况下抑制污损发展。
海洋生物污损是指船体、港口设施或水产养殖设备等沉没表面被细菌、藻类及无脊椎动物逐步定殖的自然过程。研究指出,这一现象会推高船舶维护成本、燃料消耗与排放,是海洋产业尤其是造船业面临的重要运营与经济挑战。
目前主流防污方案多依赖持续释放铜及其他金属化合物等生物杀灭剂的涂层。研究团队指出,尽管此类涂层在抑制污损方面效果显著,但也带来海洋污染、生物多样性下降与生态系统退化等环境代价。部分生物杀灭剂如三丁基锡(TBT)已被欧盟禁止;欧盟《生物杀灭剂产品条例》(EU 528/2012)亦要求推动更环保的替代方案。
Almeida称,在欧洲监管框架下,向无毒防污解决方案转变“不可避免”。她表示,本研究提出的天然基方案旨在同时回应防污效果与环境风险之间的矛盾,并证明相关转变在技术上具备可行性。

在实验验证方面,研究团队将CIIMAR LEGE-CC蓝藻菌株产生的生物活性肽功能化整合进涂层体系。结果显示,该涂层在实验室条件下可有效干扰生物膜形成与贻贝幼虫附着,并在真实海洋环境中延缓生物定殖的早期阶段。研究认为,控制初期定殖对抑制后续大型藻类和无脊椎动物群落形成至关重要。
研究进一步指出,这些天然化合物并非依赖化学毒性,而是通过调节引导细菌及其他微生物附着的天然化学信号,干扰初期附着群落的粘附与序列组织过程,从而降低后续大型污损生物的定殖概率。
研究还报告称,蓝藻天然肽在性能上与工业中广泛使用的商业生物杀灭剂Econea相当,部分指标表现更优。Almeida表示,若能减少污染物向海洋释放,该技术除环境效益外,也可能为海运、水产养殖及沿海基础设施等行业带来直接经济收益,并对渔业与旅游等相关领域产生外溢影响。
在产业化进展方面,Almeida称,该研究不仅停留在基础层面,团队已证明可将相关化合物功能性整合到涂层中,并在真实海洋条件下完成原型验证,推动技术成熟度提升。研究团队认为,该技术目前处于“有前景的预工业阶段”,下一步将评估其在不同海洋环境中的长期有效性,并优化化合物生产与工业规模整合工艺。
研究团队表示,该成果为自然启发的防污技术研发提供了新的方向,并与联合国可持续发展目标(SDGs)及欧洲相关要求相契合。
