KR102073201B1 - Biosorbent and a method for continosuly recovering lithum using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미생물 흡착제 및 그를 이용한 리튬의 연속적인 회수 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 지지체 및 리튬 결합 펩티드가 표면에 발현된 미생물을 포함하는 미생물 흡착제에 관한 것으로, 리튬 결합 펩티드가 표면에 발현된 재조합 미생물이 지지체에 흡착된 미생물 흡착제를 리튬 회수에 사용하는 경우, 상기 재조합 미생물을 단독으로 사용한 경우에 비하여 리튬 탈착시 가해지는 표면의 손상을 현저하게 억제하여 수회 재사용 하는 경우에도 리튬 회수 효율을 유지할 수 있다.The present invention relates to a microbial adsorbent and a method for continuously recovering lithium using the same, and more particularly, to a microbial adsorbent including a microorganism on which a support and a lithium-binding peptide are expressed on a surface, and a recombinant in which a lithium-binding peptide is expressed on a surface. When the microorganism adsorbent adsorbed on the support is used for lithium recovery, the lithium recovery efficiency can be maintained even when reused several times by significantly suppressing the damage to the surface applied during lithium desorption compared to when using the recombinant microorganism alone. have.

Description

미생물 흡착제 및 이를 이용한 리튬의 연속 회수 방법{BIOSORBENT AND A METHOD FOR CONTINOSULY RECOVERING LITHUM USING THE SAME}Microbial Adsorbent and Continuous Recovery Method of Lithium Using It {BIOSORBENT AND A METHOD FOR CONTINOSULY RECOVERING LITHUM USING THE SAME}

본 발명은 미생물 흡착제 및 그를 이용한 리튬의 연속적인 회수 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 지지체 및 리튬 결합 펩티드가 표면에 발현된 미생물을 포함하는 미생물 흡착제 및 그를 이용한 리튬의 연속적인 회수 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a microbial adsorbent and a method for continuously recovering lithium using the same, and more particularly, to a microbial adsorbent including a microorganism expressed on a surface of a support and a lithium binding peptide, and a method for continuously recovering lithium using the same.

리튬 이온전지는 충전하여 사용할 수 있는 2차 전지로, 가볍고, 무게에 비하여 에너지 밀도가 다른 전지에 비해 크다는 장점이 존재하며, 자가방전에 의한 전력 손실이 적고, 기억 효과(Memory effect)가 없어 현대 사회의 필수품에 해당하는 휴대전화 및 노트북과 같은 전자 기기에 널리 활용되고 있다. 특히, 상기 리튬 이온 전지를 이용한 리튬 배터리의 수요는 매해 25% 까지 성장하며, 국제적 소비는 2020년 까지 연간 300,000 메트릭 톤까지 증가할 것으로 예상되고 있다. Lithium ion battery is a rechargeable battery that can be used as a rechargeable battery. It has the advantage of being lighter and having a higher energy density than other batteries. It has less power loss due to self-discharge and has no memory effect. It is widely used in electronic devices such as mobile phones and laptops, which are necessities of society. In particular, the demand for lithium batteries using the lithium ion battery grows by 25% every year, and international consumption is expected to increase to 300,000 metric tons per year by 2020.

리튬이 용해된 용액에서 리튬을 회수하기 위해서는 이온교환 흡착법, 용매 추출법, 공침법과 같은 다양한 방법들이 연구되었으며, 이러한 시도 중 매우 높은 선택성을 가진 이온 교환 특성을 지닌 망간 산화물계 무기물 흡착법과 같이 무기물 흡착제가 개발되고 있다. 그러나, 이와 같은 경우 외부에서 추가적인 압력을 가하여 해수를 흘려 보내 통과 시켜야 하며, 리튬 회수량과 직접 관계되는 망간 산화물 흡착제의 도입량에 한계가 존재하며, PVC에 의해 코팅된 부분에서 흡착 특성이 저하된다는 등의 문제점이 존재하였다.Various methods such as ion exchange adsorption, solvent extraction, and coprecipitation have been studied to recover lithium from a solution in which lithium is dissolved. In these trials, inorganic adsorbents such as manganese oxide-based inorganic adsorption method having ion exchange properties having very high selectivity are studied. Is being developed. However, in such a case, the seawater should be flowed by passing additional pressure from the outside, and there is a limit in the amount of introduction of manganese oxide adsorbent which is directly related to the amount of lithium recovered, and the adsorption characteristic is deteriorated in the part coated by PVC. A problem existed.

한편, 박테리아, 균류, 조류 등과 같이 살아 있는 미생물 또는 죽은 미생물을 이용하여 수용액 내에 존재하는 중금속 등을 제거할 수 있는 사실은 오래 전부터 알려져 왔다. 이에, 미생물을 이용하여 중금속 등을 제거하기 위한 흡착제로 개발하고자 하는 다양한 연구가 진행되어 왔다. 그 예로, 콜로이드 실리카 겔을 담체로 하여 미생물을 담지시켜 고정화 시키는 과정 등을 통해 기계적 강도를 높인 생물흡착제를 이용한 중금속 등을 흡착 및 회수하는 폐수 처리 공정 등에 대한 연구가 다양하게 진행되어 왔다. 그러나, 이러한 생물세포는 폐수와 같은 수용액 중에 존재하는 다양한 금속 이온 중에서 경금속 보다 중금속 이온을 더욱 효과적으로 제거하는 특징을 갖고 있기 때문에 리튬 이온을 선택적으로 회수하기에는 어려움이 존재하였다.On the other hand, it has been known for a long time that heavy metals, etc. present in an aqueous solution can be removed using living or dead microorganisms such as bacteria, fungi, algae, and the like. Accordingly, various studies have been conducted to develop an adsorbent for removing heavy metals using microorganisms. For example, various studies have been conducted on wastewater treatment processes for adsorption and recovery of heavy metals using biosorbents having high mechanical strength through a process of immobilizing microorganisms by using colloidal silica gel as a carrier. However, these biological cells have a characteristic of removing heavy metal ions more effectively than light metals among various metal ions present in an aqueous solution such as wastewater, which makes it difficult to selectively recover lithium ions.

본 발명의 일 목적은 미생물 흡착제를 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a microbial adsorbent.

본 발명의 다른 목적은 본 발명에 따른 상기 미생물 흡착제의 제조방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for preparing the microbial adsorbent according to the present invention.

본 발명의 또 다른 목적은 본 발명에 따른 상기 미생물 흡착제를 이용한 리튬 회수 방법을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a lithium recovery method using the microbial adsorbent according to the present invention.

그러나 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the technical problem to be achieved by the present invention is not limited to the above-mentioned problem, another task not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명자들은 리튬 결합 펩티드가 표면에 발현된 미생물을 지지체에 고정화시켜 리튬 회수에 재사용 하는 경우, 세포 표면에 가해지는 손상을 매우 효과적으로 억제하여 수회 재사용 하여도 리튬 회수 효율을 유지할 수 있는 미생물 흡착제를 개발하여 본 발명을 완성하게 되었다.The present inventors have developed a microorganism adsorbent that can maintain the lithium recovery efficiency even if reused several times by effectively inhibiting damage to the cell surface when the lithium-binding peptide is immobilized on the support to immobilize the microorganisms expressed on the surface The present invention was completed.

본 발명의 일 구현 예에 따르면 지지체 및 리튬 결합 펩티드가 표면에 발현된 미생물을 포함하고, 상기 리튬 결합 펩티드가 표면에 발현된 미생물은 지지체에 고정화된 미생물 흡착제를 제공한다.According to an embodiment of the present invention, the support and the lithium binding peptide include a microorganism expressed on the surface, and the microorganism expressed on the surface of the lithium binding peptide provides a microbial adsorbent immobilized on the support.

본 발명에서, 상기 "미생물 흡착제(Biosorbent)"란, 기체나 용액의 분자들이 고체 표면에 달라붙는 흡착의 성질을 갖는 미생물이 지지체에 고정화된 것을 의미한다. 본 발명의 목적상 상기 미생물 표면에 리튬 결합 펩티드가 발현될 수 있도록 재조합된 미생물을 의미하며, 이를 통해 용액 내에 포함되어 있는 리튬을 매우 특이적으로 선택하여 흡착하여 회수 할 수 있다. In the present invention, the "microbial adsorbent" (Biosorbent) means that the microorganisms having the property of adsorption of molecules of gas or solution to the solid surface is immobilized on the support. For the purposes of the present invention means a microorganism that is recombinant so that the lithium-binding peptide can be expressed on the surface of the microorganism, it can be recovered by adsorption by selecting a specific specific lithium contained in the solution.

이하, 본 발명에 따른 지지체 및 리튬 결합 펩티드가 표면에 발현된 미생물을 포함하는 미생물 흡착제의 형태를 도 1을 기준으로 설명한다.Hereinafter, a form of a microbial adsorbent including a microorganism expressed on a surface of a support and a lithium binding peptide according to the present invention will be described with reference to FIG. 1.

도 1에서 보는 바와 같이, 리튬 결합 펩티드가 표면에 발현된 미생물(100)은 지지체(200)에 고정화되어 미생물 흡착제를 구성할 수 있다. As shown in FIG. 1, the microorganism 100 having the lithium-binding peptide expressed on its surface may be immobilized on the support 200 to form a microbial adsorbent.

본 발명의 일 구체 예에서는 상기 리튬 결합 펩티드가 표면에 발현된 미생물이 지지체에 고정화되는 것은 실리카 가교 형성을 통해 이루어지는 것일 수 있다. 본 발명의 목적상 상기 실리카 가교를 형성하기 위해서는 지지체에 흡착된 미생물을 테트라메톡시실란(tetramethoxysilane)에 침지 시킨 뒤, 상기 테트라메톡시실란을 증발시키는 과정을 통해 수행될 수 있다. 이와 같이, 단순히 상기 미생물이 지지체에 흡착되어 있는 경우가 아닌 실리카 가교를 통해 고정화되어 있는 경우 미생물 흡착제를 수회 재사용 하는 경우에도 미생물의 손실이 적어 리튬 회수 효율을 유지할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the lithium-binding peptide is immobilized on the support of the microorganism expressed on the surface may be made through the formation of silica crosslinking. In order to form the silica crosslinking for the purposes of the present invention, the microorganisms adsorbed on the support may be immersed in tetramethoxysilane and then evaporated in the tetramethoxysilane. As such, when the microorganisms are immobilized through silica crosslinking rather than simply adsorbed to the support, even when the microorganism adsorbent is reused several times, the loss of the microorganisms may be reduced, thereby maintaining lithium recovery efficiency.

본 발명에서, 상기 리튬 결합 펩티드가 표면에 발현된 재조합 미생물은 구체적으로, 리튬 결합 펩티드를 코딩하는 뉴클레오티드 서열이 포함된 미생물의 표면 발현용 재조합 벡터를 제조하고, 이를 미생물에 형질전환(transformation) 시킨 후, 리튬 결합 펩티드를 표면에 발현시키는 단계에 의해 제조될 수 있다. 본 발명의 목적상 상기 리튬 결합 펩티드는 리튬과 특이적으로 결합할 수 있는 펩티드로, 바람직하게는 서열번호 1인 아미노산 서열 GPGDP일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the recombinant microorganism expressed on the surface of the lithium-binding peptide specifically prepares a recombinant vector for surface expression of a microorganism containing a nucleotide sequence encoding a lithium-binding peptide, and transforms it to the microorganism. It can then be prepared by expressing a lithium binding peptide on the surface. For the purposes of the present invention, the lithium binding peptide is a peptide capable of specifically binding to lithium, and preferably, the amino acid sequence GPGDP having SEQ ID NO: 1, but is not limited thereto.

본 발명에서, 상기 "형질전환"은 세포 외부 DNA가 수반 물질이 존재 또는 비 존재하는 상태로 숙주 세포로 들어가는 과정을 의미한다. 형질전환된 세포는 세포 외부 DNA가 세포 내로 도입되어 세포 외부 DNA를 가지고 있는 세포를 의미한다. DNA는 세포로 도입되어 핵산이 염색체에 삽입되거나 혹은 염색체 외의 물질로 복제될 수 있다.In the present invention, the "transformation" refers to a process in which extracellular DNA enters a host cell in the presence or absence of an accompanying material. Transformed cell refers to a cell having extracellular DNA introduced into the cell and having extracellular DNA. DNA can be introduced into cells so that nucleic acids can be inserted into chromosomes or replicated to extrachromosomal material.

본 발명에서 상기 미생물의 표면 발현용 재조합 벡터는 구체적으로, 서열번호 2 및 서열번호 3 중 어느 하나로 표시되는 염기 서열로 이루어진 OmpC(outer membrane protein C)를 코딩하는 유전자에 상보적인 프라이머 서열, 및 서열번호 4 내지 서열번호 5로 표시되는 염기 서열로 이루어진 리튬 결합 펩티드를 코딩하는 유전자에 상보적인 프라이머 서열이 융합된 뉴클레오티드 서열을 포함하는 표면 발현용 재조합 벡터일 수 있다. In the present invention, the recombinant vector for surface expression of the microorganism is specifically, a primer sequence complementary to a gene encoding an outer membrane protein C (OmpC) consisting of a nucleotide sequence represented by any one of SEQ ID NO: 2 and SEQ ID NO: 3, and sequence It may be a recombinant vector for surface expression comprising a nucleotide sequence fused with a primer sequence complementary to a gene encoding a lithium binding peptide consisting of a nucleotide sequence represented by SEQ ID NO: 4 to SEQ ID NO: 5.

또한, 본 발명에서, 상기 리튬 결합 펩티드의 표면 발현 방법은 형질전환된 미생물을 배양하여 리튬 결합 펩티드를 미생물의 표면에 발현하는 단계를 포함하는 것일 수 있다. 바람직하게는 상기 리튬 결합 펩티드를 세포 표면에 발현하는 단계는 IPTG(isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside)를 미생물에 처리하는 과정을 통해 수행될 수 있다.In addition, in the present invention, the surface expression method of the lithium binding peptide may comprise the step of culturing the transformed microorganism to express the lithium binding peptide on the surface of the microorganism. Preferably, the step of expressing the lithium-binding peptide on the surface of the cell may be carried out by treating IPTG (isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside) to the microorganism.

본 발명에서 상기 "벡터"는 삽입된 핵산 분자를 숙주 세포 내로 또는 사이로 전달하는 핵산 분자, 바람직하게는 자가-복제성 핵산 분자를 의미한다. DNA 또는 RNA의 세포 내로의 삽입을 위해 기능하는 벡터, 1차적으로 DNA 또는 RNA의 복제를 위해 기능하는 벡터의 복제물 및 DNA 또는 RNA의 전사 및 번역을 위해 기능하는 발현 벡터를 모두 포함한다.In the present invention, the "vector" refers to a nucleic acid molecule, preferably a self-replicating nucleic acid molecule, which delivers an inserted nucleic acid molecule into or between host cells. It includes both vectors that function for insertion of DNA or RNA into cells, replicas of vectors that primarily function for replication of DNA or RNA, and expression vectors that function for transcription and translation of DNA or RNA.

본 발명에서, 상기 미생물은 대장균, 살모넬라 타이피, 살모넬라 타이피뮤리움, 비브리오 콜레라, 마이코박테리움 보비스, 시겔라, 바실러스, 유산균, 스테필로코커스, 코리네 박테리아, 리스테리아 모노싸이토제네스 및 스트랩코커스로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상인 것일 수 있으나, 미생물의 표면에 리튬 결합 펩티드가 발현될 수 있도록 재조합 할 수 있는 미생물이라면 이에 제한되지 아니하고 모두 포함될 수 있다.In the present invention, the microorganism is Escherichia coli, Salmonella typhi, Salmonella typhimurium, Vibrio cholera, Mycobacterium bovis, Shigella, Bacillus, Lactobacillus, Staphylococcus, Coryne bacteria, Listeria monocytogenes and Strap cacus It may be one or more selected from the group consisting of, if the microorganism capable of recombination so that the lithium-binding peptide can be expressed on the surface of the microorganism may be included without being limited thereto.

본 발명에서, 상기 "지지체"는 미생물 흡착제에서 미생물이 고정화 될 수 있는 부분을 의미한다. 이에 제한되는 것은 아니지만, 예를 들면 탄소 섬유, 세라믹 섬유, 금속 섬유, 폴리머 섬유 및 상기 섬유를 통해 직조되거나 짜여진 매트로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상인 것일 수 있다. 바람직하게는 상기 탄소 섬유를 통해 직조되거나 짜여진 매트인 탄소천 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the "support" means a part in which the microorganism can be immobilized in the microorganism adsorbent. The present invention may be, for example, one or more selected from the group consisting of carbon fibers, ceramic fibers, metal fibers, polymer fibers, and mats woven or woven through the fibers. Preferably, the carbon cloth may be a carbon cloth woven or woven through the carbon fiber, but is not limited thereto.

본 발명의 다른 구현 예에 따르면, 미생물 흡착제 제조방법을 제공한다. 구체적으로, a) 리튬 결합 펩티드가 세포 표면에 발현된 미생물을 배양하는 단계; b) 상기 a) 단계의 배양된 미생물을 회수하여 인산완충식염수에 희석하는 단계; c) 상기 b) 단계의 희석된 미생물과 지지체를 흡착시키는 단계; 및 d) 상기 c) 단계의 흡착된 미생물을 지지체에 고정화시키는 단계를 포함할 수 있다. According to another embodiment of the present invention, a method for preparing a microbial adsorbent is provided. Specifically, a) culturing the microorganism in which the lithium binding peptide is expressed on the cell surface; b) recovering the cultured microorganism of step a) and diluting in phosphate buffered saline; c) adsorbing the diluted microorganism and the support of step b); And d) immobilizing the adsorbed microorganism of step c) on a support.

본 발명의 미생물 흡착제 제조방법에서 상기, 리튬 결합 펩티드가 표면에 발현된 미생물, 리튬 결합 펩티드, 및 지지체에 관한 내용은 상기 미생물 흡착제에서 기재한 바와 중복되어, 이하 구체적인 기재를 생략한다.In the method for preparing a microbial adsorbent of the present invention, the contents of the microorganism, the lithium-binding peptide, and the support on which the lithium-binding peptide is expressed on the surface overlap with those described in the microbial adsorbent, and thus, detailed descriptions thereof will be omitted.

본 발명에서, 상기 d) 단계의 흡착된 미생물이 지지체에 고정화하는 단계는 테트라메톡시실란(tetramethoxysilane) 용액에 지지체에 흡착된 미생물을 넣은 뒤, 테트라메톡시실란을 증발시켜 실리카 가교 결합을 형성하는 단계일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In the present invention, the step of immobilizing the adsorbed microorganisms in the step d) is to put the microorganisms adsorbed on the support in a tetramethoxysilane solution, and then evaporate the tetramethoxysilane to form silica crosslinks It may be a step, but is not limited thereto.

또한, 본 발명에서, 상기 b) 단계의 미생물을 회수하여 인산완충식염수에 희석하는 단계에서 희석된 미생물의 농도는 OD600값이 10 내지 30일 수 있다. 미생물의 농도가 OD600 10 미만인 경우에는 지지체에 고정화되는 미생물의 수가 적고, OD600 30 초과인 경우에는 지지체에 미생물이 과도하게 고정화되어 목적하는 리튬 회수 효율을 유지할 수 없다.In addition, in the present invention, the concentration of the microorganisms diluted in the step of recovering the microorganisms of step b) in dilute phosphate buffered saline may be an OD 600 value of 10 to 30. When the concentration of the microorganism is less than OD 600 10, the number of microorganisms immobilized on the support is small, and when the concentration of the microorganism is higher than the OD 600 30, the microorganism is excessively immobilized on the support to maintain the desired lithium recovery efficiency.

본 발명의 또 다른 구현 예에서는 지지체에 고정화된 리튬 결합 펩티드가 표면에 발현된 미생물을 포함하는 미생물 흡착제를 이용하여 폐수 또는 해수로부터 리튬 이온을 회수하는 방법을 제공한다.Another embodiment of the present invention provides a method for recovering lithium ions from wastewater or seawater using a microbial adsorbent comprising a microorganism expressed on a surface of a lithium-binding peptide immobilized on a support.

본 발명의 리튬 이온을 회수하는 방법에서 상기 리튬 결합 펩티드가 표면에 발현된 미생물, 리튬 결합 펩티드, 고정화, 및 지지체와 관련된 내용은 상기 미생물 흡착제에서 기재한 바와 중복되어, 이하 구체적인 기재를 생략한다.In the method for recovering the lithium ions of the present invention, the contents related to the microorganism, the lithium-binding peptide, the immobilization, and the support on which the lithium-binding peptide is expressed on the surface overlap with those described in the microorganism adsorbent, and thus detailed descriptions thereof will be omitted.

본 발명에서, 상기 "회수"는 폐수 또는 해수 내에 포함되어 있는 미생물 흡착제에 존재하는 리튬 결합 펩티드에 부착된 후 탈착하는 과정에 의해 리튬 이온을 수득하는 것을 의미할 수 있다.In the present invention, the "recovery" may mean obtaining lithium ions by attaching to a lithium binding peptide present in a microbial adsorbent contained in waste water or seawater and then desorbing.

본 발명에서, 상기 리튬 이온을 회수하는 방법은 리튬 결합 펩티드가 표면에 발현된 미생물에 부착된 리튬 이온을 에틸렌다이아민테트라아세트산(ethylenediaminetetraacetic acid, EDTA)과 같은 킬레이트 화합물을 이용하여 탈착 시키는 과정을 통해 이루어지는 것일 수 있다. 본 발명의 목적상 상기 회수는 탈착 및 부착 과정이 적어도 1회 내지 10회로 재사용 할 수 있는 것일 수 있다. 이는, 리튬 결합 펩티드가 표면에 발현된 미생물이 지지체에 고정화됨으로써, 리튬 결합 펩티드가 표면에 발현된 미생물에 부착된 리튬 이온을 탈착 시키는 과정에서 발생하는 미생물 표면의 손상을 억제하여 사용 횟수를 증가시킬 수 있다.In the present invention, the method for recovering the lithium ions through the process of desorbing the lithium ions attached to the microorganism expressed on the surface of the lithium-binding peptide using a chelate compound such as ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) It may be done. For the purpose of the present invention, the recovery may be a desorption and attachment process can be reused at least once to 10 times. This is because the microorganisms expressed on the surface of the lithium-binding peptide are immobilized on the support, thereby inhibiting damage to the surface of the microorganisms generated in the process of desorbing the lithium ions attached to the microorganisms expressed on the surface, thereby increasing the number of times of use. Can be.

리튬 결합 펩티드가 표면에 발현된 재조합 미생물이 지지체에 흡착된 미생물 흡착제를 리튬 회수에 사용하는 경우, 상기 재조합 미생물을 단독으로 사용한 경우에 비하여 리튬 탈착시 가해지는 미생물 표면의 손상을 현저하게 억제하여 수회 재사용 하는 경우에도 리튬 회수 효율을 유지할 수 있다.When using a microorganism adsorbent in which a recombinant microorganism having a lithium-binding peptide expressed on its surface is adsorbed on a support, the microorganism adsorbent significantly reduces the damage to the surface of the microorganisms caused by lithium desorption as compared to when the recombinant microorganism is used alone. Recycling efficiency can be maintained even when reused.

한편, 앞서 기재된 효과는 예시적인 것에 불과하며 당업자의 관점에서 본 발명의 세부 구성으로부터 예측되거나 기대되는 효과들 또한 본원발명 고유의 효과에 추가될 수 있을 것이다. On the other hand, the effects described above are merely exemplary, and from the viewpoint of those skilled in the art, the effects predicted or expected from the detailed configuration of the present invention may also be added to the effects unique to the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 흡착제의 모식도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 흡착제의 표면을 SEM을 이용하여 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물이 지지체에 고정화되기 전(좌)과 고정화된 후(우)를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 미생물 흡착제의 재사용 효율을 나타낸 것이다.
1 shows a schematic diagram of a microbial adsorbent according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 shows the results of measuring the surface of the microbial adsorbent according to an embodiment of the present invention using SEM.
Figure 3 shows before (left) and after immobilization (right) of the microorganism is immobilized on the support according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 shows the reuse efficiency of the microbial adsorbent according to an embodiment of the present invention.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. These examples are only for illustrating the present invention in more detail, and it will be apparent to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited by these examples according to the gist of the present invention. .

실시예Example

[준비예] 박테리아 균주 및 배지Preparation Example Bacteria Strains and Media

리튬 결합 펩티드가 표면에 발현될 수 있도록 재조합된 미생물을 제조하기 위하여 사용된 박테리아 균주는 하기 표 1과 같다. 상기 박테리아 균주는 100 mg/L 암피실린(ampicillin) 이 첨가된 LB 배지(10 g/L bacto-typrone, 5 g/L bacto-yeast extract 및 5 g/L NaCl)에서 250 rpm 진탕하면서 37℃에서 배양하였다.Bacterial strains used to prepare the recombinant microorganism so that the lithium binding peptide is expressed on the surface are shown in Table 1 below. The bacterial strains were incubated at 37 ° C with 250 rpm shaking in LB medium (10 g / L bacto-typrone, 5 g / L bacto-yeast extract and 5 g / L NaCl) to which 100 mg / L ampicillin was added. It was.

Figure 112019079982672-pat00001
Figure 112019079982672-pat00001

[제조예 1] 리튬 결합 펩티드가 표면에 발현된 미생물 제조Preparation Example 1 Production of Microorganisms in which Lithium Binding Peptides Expressed on the Surface

리튬 결합 펩티드(peptide)의 유전자를 8번 루프(993bp)에서 절단된 ompC 유전자의 C-말단에 결합시키고 Expand High Fidelity PCR system (Poche Molecular Biochemicals, Mannheim, Germany)을 사용하는 MJ mini personal Thermal Cycler(Bio-Rad Laboratories, Hercules, CA, USA)로 PCR을 통해 유전자 증폭을 수행하였다. 리튬 결합 펩티드는 서열번호 1에 해당하는 리튬 결합 펩티드 GPGDP(이하, '리튬 결합 펩티드'라 함)를 사용하였으며, 이는 코돈 사용빈도(codon usage)를 고려하여 설계 활용하였다. 이에 사용된 프라이머는 각각 표 2에 기재된 바와 같다. 구체적으로, 서열번호 2 및 3은 OmpC를 코딩하는 유전자에 상보적인 프라이머 서열에 해당하고, 서열번호 4 및 5는 OmpC에 상기 서열번호 1가 결합되어 있는 서열을 코딩하는 유전자에 상보적인 프라이머 서열에 해당한다.The MJ mini personal thermal cycler binds the gene of the lithium binding peptide to the C-terminus of the ompC gene cleaved in loop 8 (993 bp) and uses an Expand High Fidelity PCR system (Poche Molecular Biochemicals, Mannheim, Germany). Gene amplification was performed by PCR with Bio-Rad Laboratories, Hercules, CA, USA). As the lithium binding peptide, a lithium binding peptide GPGDP (hereinafter, referred to as a 'lithium binding peptide') corresponding to SEQ ID NO: 1 was used in consideration of codon usage. Primers used therein are as described in Table 2, respectively. Specifically, SEQ ID NOs: 2 and 3 correspond to primer sequences complementary to the gene encoding OmpC, and SEQ ID NOs 4 and 5 correspond to primer sequences complementary to the gene encoding the sequence in which SEQ ID NO: 1 is bound to OmpC. Corresponding.

이름name 서열(5'-> 3')Sequence (5 '-> 3') 서열번호 2SEQ ID NO: 2 CATATGATGAAAGTTAAAGTCATATGATGAAAGTTAAAGT 서열번호 3SEQ ID NO: 3 GGATCCTTATTACGGGTTGCCCGGGCCCATGTTTTTGTTGAAGTACTAGGATCCTTATTACGGGTTGCCCGGGCCCATGTTTTTGTTGAAGTACTA 서열번호 4SEQ ID NO: 4 CATATGATGAAAGTTAAAGTCATATGATGAAAGTTAAAGT 서열번호 5SEQ ID NO: 5 GGATCCTTATTACGGGTTGCCCGGGCCCGCTTTCGCCGCCGCTTCCGCCGGGTTGCCCGGGCCGGATCCTTATTACGGGTTGCCCGGGCCCGCTTTCGCCGCCGCTTCCGCCGGGTTGCCCGGGCC

상기에서 제조된 뉴클레오티드 PCR 산물은 Nde I 및 BamHI 제한 효소를 이용하여 pET21a 플라스미드 내로 클로닝 하는 과정을 통해 pET21a: OmpC 및 pET21a: GPGDP인 재조합 벡터를 제조하였다. 리튬 결합 펩티드의 이량체 반복을 갖는 플라스미드 역시 앞서 언급한 방식과 동일하도록 제조하였다. OmpC-GPGDP의 발현을 유도하기 위하여 T7 프로모터에 의해 조절되는 IPTG(isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside) 를 추가하였다.The nucleotide PCR product prepared above was cloned into pET21a plasmid using Nde I and BamHI restriction enzymes to prepare recombinant vectors pET21a: OmpC and pET21a: GPGDP. Plasmids with dimeric repeats of lithium binding peptides were also prepared in the same manner as mentioned above. In order to induce the expression of OmpC-GPGDP, IPTG (isopropyl β-D-1-thiogalactopyranoside) controlled by the T7 promoter was added.

상기 과정에 의해 제조된 재조합 플라스미드는 E.coli BL21(DE3) 미생물에 각각 형질전환(Transformation) 시킨 뒤, IPTG를 처리하여 미생물의 표면에 목적하는 펩티드의 발현을 유도하는 과정을 통해 제조예 1을 제조하여 이하 분석에 활용하였다.Recombinant plasmid prepared by the above process was transformed to E. coli BL21 (DE3) microorganisms, respectively, and then Preparation Example 1 through the process of inducing the expression of the desired peptide on the surface of the microorganism by treating with IPTG It was prepared and used for the following analysis.

[제조예 2] 미생물 흡착제 제조Preparation Example 2 Preparation of Microbial Adsorbent

표면에 리튬 결합 펩티드가 발현된 미생물인 제조예 1을 이용하여 미생물 흡착제를 제조하기 위해 지지체에 고정화하는 과정을 수행하였다.Using Preparation Example 1, which is a microorganism having a lithium-binding peptide expressed on its surface, a process of immobilization on a support was performed to prepare a microbial adsorbent.

상기 지지체는 미생물이 고정화 될 수 있는 것이라면 제한되지 아니하지만 탄소 섬유를 통해 직조되거나 짜여진 매트에 해당하는 탄소천을 이용하여 이하 미생물 흡착제를 제조하였다.The support is not limited as long as the microorganism can be immobilized, but the following microorganism adsorbent was prepared using a carbon cloth corresponding to a mat woven or woven through carbon fiber.

우선적으로, 제조예 1을 배양한 뒤, 배양된 제조예 1 배양액을 원심분리기를 통해 농축한 뒤, 제조예 1만을 수득하였다. 그 뒤, 10 mM의 인산완충식염수(Phosphate-Buffered Saline)에 OD600=20 농도가 될 수 있도록 상기 농축된 제조예 1을 희석하였다. 희석된 제조예 1을 0.5 mg-dcw/cm2-표면(surface) 농도만큼 탄소천에 흡착시켰다. 그 뒤, 테트라메톡시실란(tetramethoxysilane; TMOS)가 포함되어 있는 유리 용기에 침지시키고, 실리카 가교를 형성을 위해 테트라메톡시실란을 증발시켜 제조예 1을 탄소천(Carbon Cloth; CC) 표면에 고정화하였다. 마지막으로, 상기 제조예 1이 고정화된 탄소천을 충분히 건조하여 미생물 흡착제인 제조예 2를 제조하였다. 고정화 여부를 측정하기 위해 위해 SEM 및 외부 형태 사진을 촬영하여 그 결과를 도 2 및 3에 나타내었다.First, after culturing Preparation Example 1, the cultured Preparation Example 1 culture was concentrated through a centrifugal separator, to obtain only Preparation Example 1. Thereafter, the concentrated Preparation Example 1 was diluted to a concentration of OD 600 = 20 in 10 mM Phosphate-Buffered Saline. Diluted Preparation Example 1 was adsorbed onto the carbon cloth by 0.5 mg-dcw / cm 2 -surface concentration. Subsequently, immersion in a glass container containing tetramethoxysilane (TMOS), the tetramethoxysilane was evaporated to form silica crosslinking to immobilize Preparation Example 1 on the surface of the carbon cloth (CC) It was. Finally, Preparation Example 2, which is a microbial adsorbent, was prepared by sufficiently drying the carbon cloth to which Preparation Example 1 was immobilized. SEM and external shape photographs were taken to measure the immobilization and the results are shown in FIGS. 2 and 3.

도 2 및 도 3에서 보는 바와 같이, 탄소천(CC) 표면에 제조예 1이 고정화 되어 있고, 탄소천을 세척한 이후에도 제조예 1이 변함없이 충분히 고정화되어 있었다.As shown in Fig. 2 and 3, Preparation Example 1 is fixed to the surface of the carbon cloth (CC), and after the carbon cloth was washed, Preparation Example 1 was sufficiently fixed without change.

[실시예 1] 미생물 흡착제를 이용한 리튬 이온 연속 회수Example 1 Continuous Lithium Ion Recovery Using a Microbial Adsorbent

미생물 흡착제인 제조예 2가 리튬 이온 흡착 시 미생물 표면의 손상이 적어 안정성이 높아짐으로써 재사용이 가능할 수 있는 효과를 확인하였다. Preparation Example 2, which is a microbial adsorbent, confirmed the effect of being able to be reused by increasing the stability due to less damage to the surface of the microorganisms during lithium ion adsorption.

리튬 이온의 흡착 및 탈착 사이클은 20 mM 의 LiCl 용액에 상기 제조예 2를 혼합하고 30분 동안 배양하는 과정을 통해 리튬 이온을 흡착시키고 난 뒤, 5 mM의 EDTA 용액에 넣어 리튬 이온을 탈착하고 제조예 2를 증류수로 세척하는 과정을 통해 잔여물을 제거하였다. 상기 흡착 및 탈착 사이클을 각각 1회에서부터 10회까지 반복하면서 초기 LiCl 이온 용액에 포함되어 있는 리튬 이온의 농도를 ICP-OES를 이용하여 분석하였다. 분석 결과는 하기 표 3 및 도 4에 나타내었다.In the adsorption and desorption cycle of lithium ions, lithium ions were adsorbed by mixing Preparation Example 2 in a 20 mM LiCl solution and incubating for 30 minutes, and then desorbed and prepared in a 5 mM EDTA solution. Example 2 was washed with distilled water to remove the residue. The adsorption and desorption cycles were repeated from 1 to 10 times, respectively, and the concentration of lithium ions contained in the initial LiCl ion solution was analyzed using ICP-OES. The analysis results are shown in Table 3 and FIG. 4.

샘플
번호
Sample
number
반복 사용 횟수Repeat count
1One 22 33 44 55 66 77 88 99 1010 1One 96.296.2 34.934.9 29.029.0 36.036.0 44.044.0 81.681.6 19.319.3 70.370.3 30.830.8 21.021.0 22 121.6121.6 97.297.2 40.740.7 64.364.3 36.036.0 26.726.7 21.221.2 38.638.6 30.230.2 17.317.3 33 82.282.2 48.548.5 30.630.6 50.150.1 31.031.0 29.429.4 21.221.2 33.933.9 27.327.3 16.616.6 평균Average 100.0100.0 60.260.2 33.433.4 50.150.1 37.037.0 45.945.9 20.520.5 47.647.6 29.529.5 18.318.3 SDSD 20.020.0 32.732.7 6.36.3 14.214.2 6.56.5 1.11.1 1.11.1 19.819.8 1.91.9 2.32.3

상기 표 3 및 도 4에서 보는 바와 같이, 제조예 2를 리튬 이온의 흡착 및 탈착 사이클을 1회를 수행한 경우를 기준으로 2회 흡착 및 탈착 사이클을 수행하였을 때 평균은 60.2%의 재사용 효율로 매우 높은 수준을 유지하였다. 뿐만 아니라, 3회 내지 9회 흡착 및 탈착 사이클을 수행한 경우 약 37%의 재사용 효율을 유지하였다. 심지어 10회 흡착 및 탈착 사이클을 수행한 경우에서도 20%의 재사용 효율이 유지되었다.As shown in Table 3 and FIG. 4, when the adsorption and desorption cycles of lithium ions were performed once in preparation example 2, the average was 60.2% of reuse efficiency. Maintained very high levels. In addition, the reuse efficiency of about 37% was maintained when three to nine adsorption and desorption cycles were performed. Even with 10 adsorption and desorption cycles, a 20% reuse efficiency was maintained.

상기 결과를 통해 본 발명에 따른 제조예 2는 지지체에 고정화되는 과정을 통하여 EDTA와 같은 킬레이트 용액에 의해 미생물의 세포 외부가 손상되는 과정을 억제함으로써 재사용 효율을 높일 수 있음을 알 수 있다.Through the above results, it can be seen that Preparation Example 2 according to the present invention can increase the reuse efficiency by inhibiting the process of damage to the outside of the microorganism by the chelating solution such as EDTA through the process of immobilization on the support.

이상에서 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.Although the present invention has been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations can be made without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be self-evident to those who have knowledge of.

100: 리튬 결합 펩티드가 표면에 발현된 미생물
200: 지지체
100: microorganism with a lithium binding peptide expressed on the surface
200: support

<110> Korea institute of energy research <120> BIOSORBENT AND A METHOD FOR CONTINOSULY RECOVERING LITHUM USING THE SAM <130> IPPAA2017-00411 <160> 5 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 5 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> lithium binding peptide <400> 1 Gly Pro Gly Asp Pro 1 5 <210> 2 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OmpC <400> 2 catatgatga aagttaaagt 20 <210> 3 <211> 48 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OmpC <400> 3 ggatccttat tacgggttgc ccgggcccat gtttttgttg aagtacta 48 <210> 4 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OmpC-lithium binding peptide <400> 4 catatgatga aagttaaagt 20 <210> 5 <211> 63 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OmpC-lithium binding peptide <400> 5 ggatccttat tacgggttgc ccgggcccgc tttcgccgcc gcttccgccg ggttgcccgg 60 gcc 63 <110> Korea institute of energy research <120> BIOSORBENT AND A METHOD FOR CONTINOSULY RECOVERING LITHUM USING          THE SAM <130> IPPAA2017-00411 <160> 5 <170> KoPatentIn 3.0 <210> 1 <211> 5 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> lithium binding peptide <400> 1 Gly Pro Gly Asp Pro   1 5 <210> 2 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OmpC <400> 2 catatgatga aagttaaagt 20 <210> 3 <211> 48 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OmpC <400> 3 ggatccttat tacgggttgc ccgggcccat gtttttgttg aagtacta 48 <210> 4 <211> 20 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OmpC-lithium binding peptide <400> 4 catatgatga aagttaaagt 20 <210> 5 <211> 63 <212> DNA <213> Artificial Sequence <220> <223> OmpC-lithium binding peptide <400> 5 ggatccttat tacgggttgc ccgggcccgc tttcgccgcc gcttccgccg ggttgcccgg 60 gcc 63

Claims (14)

지지체 및 리튬 결합 펩티드가 표면에 발현된 미생물을 포함하고,
상기 리튬 결합 펩티드가 표면에 발현된 미생물은 지지체에 고정화되되,
상기 고정화는 실리카 가교를 형성하여 이루어지는 것인, 미생물 흡착제.
The support and the lithium binding peptide comprise microorganisms expressed on the surface,
The microorganism expressed on the surface of the lithium binding peptide is immobilized on the support,
The immobilization is formed by forming a silica crosslink, microbial adsorbent.
제 1항에 있어서,
상기 지지체는 탄소 섬유, 세라믹 섬유, 금속 섬유, 폴리머 섬유 및 상기 섬유를 통해 직조되거나 짜여진 매트로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상인 것인, 미생물 흡착제.
The method of claim 1,
And the support is at least one member selected from the group consisting of carbon fibers, ceramic fibers, metal fibers, polymer fibers and mats woven or woven through the fibers.
제 1항에 있어서,
상기 리튬 결합 펩티드는 서열번호 1인 것인, 미생물 흡착제.
The method of claim 1,
The lithium binding peptide is SEQ ID NO: 1, microbial adsorbent.
제 1항에 있어서,
상기 미생물은 대장균, 살모넬라 타이피, 살모넬라 타이피뮤리움, 비브리오 콜레라, 마이코박테리움 보비스, 시겔라, 바실러스, 유산균, 스테필로코커스, 코리네 박테리아, 리스테리아 모노싸이토제네스 및 스트랩코커스로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상인 것인, 미생물 흡착제.
The method of claim 1,
The microorganism is from the group consisting of E. coli, Salmonella typhi, Salmonella typhimurium, Vibrio cholera, Mycobacterium bovis, Shigella, Bacillus, Lactic acid bacteria, Stephylococcus, Coryne bacteria, Listeria monocytogenes and Strap caucus It is one or more selected.
삭제delete a) 리튬 결합 펩티드가 표면에 발현된 미생물을 배양하는 단계;
b) 상기 a) 단계의 배양된 미생물을 회수하여 인산완충식염수에 희석하는 단계;
c) 상기 b) 단계의 희석된 미생물을 지지체에 흡착시키는 단계; 및
d) 상기 c) 단계의 흡착된 미생물을 지지체에 고정화시키는 단계를 포함하는 미생물 흡착제 제조방법.
a) culturing the microorganism in which the lithium binding peptide is expressed on the surface;
b) recovering the cultured microorganism of step a) and diluting in phosphate buffered saline;
c) adsorbing the diluted microorganism of step b) to a support; And
d) fixing the adsorbed microorganism of step c) to a support.
제 6항에 있어서,
상기 d) 단계는 테트라메톡시실란(tetramethoxysilane) 용액 내로 지지체에 흡착된 미생물을 넣은 뒤, 테트라메톡시실란을 증발시켜 실리카 가교 결합을 형성시키는 단계인 것인, 미생물 흡착제 제조방법.
The method of claim 6,
The step d) is a step of putting a microorganism adsorbed on a support into a tetramethoxysilane solution, the step of evaporating tetramethoxysilane to form a silica crosslink, microbial adsorbent manufacturing method.
제 6항에 있어서,
상기 b) 단계의 희석된 미생물의 농도는 OD600값이 10 내지 30인 것인, 미생물 흡착제 제조방법.
The method of claim 6,
The concentration of the diluted microorganism of step b) is the OD 600 value of 10 to 30, microbial adsorbent manufacturing method.
제 6항에 있어서,
상기 리튬 결합 펩티드는 서열번호 1인 것인, 미생물 흡착제 제조방법.
The method of claim 6,
The lithium binding peptide is SEQ ID NO: 1, microbial adsorbent manufacturing method.
◈청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈Claim 10 has been abandoned upon payment of a setup registration fee. 제 6항에 있어서,
상기 지지체는 탄소 섬유, 세라믹 섬유, 금속 섬유, 폴리머 섬유 및 상기 섬유를 통해 직조되거나 짜여진 매트로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상인 것인, 미생물 흡착제 제조방법.
The method of claim 6,
The support is at least one member selected from the group consisting of carbon fibers, ceramic fibers, metal fibers, polymer fibers and mats woven or woven through the fibers, microbial adsorbent manufacturing method.
지지체 및 리튬 결합 펩티드가 표면에 발현된 미생물을 포함하고,
상기 리튬 결합 펩티드가 표면에 발현된 미생물은 지지체에 실리카 가교를 통해 고정화된 미생물 흡착제를 이용하여 폐수 또는 해수로부터 리튬 이온을 회수하는 방법.
The support and the lithium binding peptide comprise microorganisms expressed on the surface,
The microorganism expressed on the surface of the lithium-binding peptide is a method for recovering lithium ions from wastewater or seawater using a microbial adsorbent immobilized on the support via silica crosslinking.
제 11항에 있어서,
상기 리튬 이온 회수는 적어도 1회 내지 10회 재사용할 수 있는 것인, 리튬 이온을 회수하는 방법.
The method of claim 11,
Wherein said lithium ion recovery is reusable at least once to 10 times.
제 11항에 있어서,
상기 지지체는 탄소 섬유, 세라믹 섬유, 금속 섬유, 폴리머 섬유 및 상기 섬유를 통해 직조되거나 짜여진 매트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것인, 리튬 이온을 회수하는 방법.
The method of claim 11,
And the support is at least one selected from the group consisting of carbon fibers, ceramic fibers, metal fibers, polymer fibers and mats woven or woven through the fibers.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20230158212A (en) 2022-05-11 2023-11-20 한국과학기술연구원 Rare metal recovery complex comprising magnetic nano structure and microorganism and rare metal recovery system comprising the complex

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3524125B2 (en) 1993-09-30 2004-05-10 キヤノン株式会社 Microbial immobilization carrier

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101891748B1 (en) * 2016-11-18 2018-08-24 한국에너지기술연구원 An adsorbent for lithium separation and a lithium recovery method therewith

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3524125B2 (en) 1993-09-30 2004-05-10 キヤノン株式会社 Microbial immobilization carrier

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Critical Reviews in Microbiology, 2013, Vol. 41, No. 2, pp. 1-10
한국에너지기술연구원 연차 보고서, 2016
한국에너지기술연구원 연차 보고서, 2017

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230158212A (en) 2022-05-11 2023-11-20 한국과학기술연구원 Rare metal recovery complex comprising magnetic nano structure and microorganism and rare metal recovery system comprising the complex

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