小球藻是一种球形单细胞淡水绿藻，是地球上最早的生命之一，同时也是一种高效的光合植物，以光合自养生长繁殖，且分布极广。通过化学组装改造绿藻细胞实现其从光合产氧到产氢的功能转变已引起众多研究者们高度关注。

但是其光合作用主要依赖于对蓝紫光波段和红光波段的吸收，而绿光（波长500－560nm）则几乎完全被反射掉，因此如何提高光合作用对太阳光的利用率进而提升光合产氢效率一直是该领域的核心挑战之一。

近日，哈尔滨工业大学黄鑫教授课题组，以小球藻细胞为研究对象，通过利用小球藻细胞中光化学反应（如：2H₂O → 4H⁺ + O₂ + 4e⁺）的光合电子将Au³⁺还原成Au⁰，成功发展了一种细胞内生物矿化方法，实现了将金纳米粒子（AuNPs）优先定位于类囊体膜区域。

研究发现，在560nm LED灯光下AuNPs的局域等离子体共振效应产生的电子能够有效增强小球藻细胞的乏氧光合作用，并促进整个光合作用链的光电子产生和转移。因此，极大促进了直接光解反应和间接光解反应，与天然藻细胞比，在白灯照射下，小球藻细胞的光合产氢量提高了97 %，而在单独绿光灯照射下，小球藻细胞的产氢量提高了8.3倍。

该报道的绿藻细胞胞内生物矿化的方法，为提升生物制氢中的光能利用率提供了一种有效的策略，展现出在可持续绿色生物制氢领域的潜在应用。