CN106698332B

CN106698332B - 利用工程生物膜组装和固定纳米结构的方法及其应用

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Publication number: CN106698332B
Application number: CN201610991450.0A
Authority: CN
Inventors: 钟超; 王新宇; 蒲嘉华; 安柏霖
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2016-11-10
Filing date: 2016-11-10
Publication date: 2019-05-07
Anticipated expiration: 2036-11-10
Also published as: CN106698332A

Abstract

本发明提供了一种利用工程生物膜组装和固定纳米结构的方法及其应用。所述的利用工程生物膜组装和固定纳米结构的方法，其特征在于，包括：合成具有NTA配体的纳米物件，加入金属离子，得到具有金属‑NTA配体的纳米物件；将工程化的大肠杆菌在含有所述的具有金属‑NTA配体的纳米物件的培养液中进行培养，得到基于纳米物件修饰的生物膜。本发明可以在金属、无机材料和聚合物的表面定向组装和固定金纳米颗粒、量子点、纳米棒等无机材料，实现大规模、多维尺度的纳米物件布阵，并应用于能源、环境和电子领域。

Description

利用工程生物膜组装和固定纳米结构的方法及其应用

技术领域

本发明涉及了一步法利用工程的生物膜材料对纳米结构进行自组装和在界面进行固定的方法，特别是涉及利用生物膜将金纳米颗粒，量子点和纳米棒在材料表面和界面进行组装并固定的方法。

背景技术

在催化^1-4、电子^5-7、光子⁸、等离子体^9-11、生物传感器^12-15以及能源^16-18相关的应用中，如何实现纳米材料在固体表面抑或内表面进行可控的有序，规整排列非常重要。组装的方法要尽量满足简单、可靠、普适并且可以大规模布阵或生产的需求^19，20。目前纳米材料在表面进行组装可以通过蒸发，电场和模板控制的方法^21，22。但是，这些纳米材料表面自组装方法只是针对特定的基底才适用(换了基底可能就不能再组装)，同时这些方法很难保证大面积范围同样有序。大部分方法还需要复杂的微纳加工技术和精细的程序控制。另外，目前的方法很难在三维的界面上实现很好的布阵。

如何实现纳米材料在固体表面抑或界面多尺度地进行可控有序自组装，并且牢固规整排列是催化、电子、光子、等离子体、生物传感器以及各种能源装置应用中的关键，保证自组装和规则排列的同时，又要让结构和基底材料牢固接触或附着往往依赖多种技术才能实现，耗时费力，费用昂贵，同时又很难保证大尺度规模化生产。

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发明内容

本发明的目的是提供一种利用工程生物膜组装和固定纳米结构的方法，以在金属、无机材料和聚合物的表面定向组装和固定金纳米颗粒、量子点、纳米棒等无机材料，实现大规模、多维尺度的纳米物件布阵，并应用于能源、环境和电子领域。

为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种利用工程生物膜组装和固定纳米结构的方法，其特征在于，包括：合成具有NTA配体的纳米物件，加入金属离子，得到具有金属-NTA配体的纳米物件；将工程化的大肠杆菌在含有所述的具有金属-NTA配体的纳米物件的培养液中进行培养(又称一步溶液法)，或者，将工程化的大肠杆菌进行培养得到生物膜或含有生物膜的溶液，将所得的生物膜或含有生物膜的溶液与所述的具有金属-NTA配体的纳米物件或其溶液混合，得到基于纳米物件修饰的生物膜。

优选地，所述的培养液中加有模具，所述的培养液中加有模具，培养后所得的基于纳米物件修饰的生物膜固定在模具的表面和/或界面上。培养时利用大肠杆菌生物膜对模具表面和/或界面的固有粘附力，在模具表面和/或界面进行纳米物件的组装和固定。

更优选地，所述的模具为金属(如铝箔)、聚合物(如聚四氟乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯)、柔性织物、纸张、硅片、玻璃片以及石英玻璃。

更优选地，所述的模具为平面材料(如碳纸)或三维材料，所述的表面为内表面和/或外表面。

更优选地，所述的三维材料为环境过滤材料(如鲍尔环、泰勒环、K1过滤材料、多面空心球等)、玻璃球、聚丙烯球、硅胶管或PP管。

优选地，在将工程化的大肠杆菌在含有所述的具有金属-NTA配体的纳米物件的培养液中进行培养，通过化学诱导或光诱导，来进行基于纳米物件修饰的生物膜的形成在时间和/或空间排布上的调控。

优选地，所述的具有NTA配体的纳米物件的合成方法包括：首先合成HS-NTA和纳米物件，然后通过配体交换，利用巯基与金属之间的配位键，实现NTA配体与纳米物件的连接，得到具有NTA配体的纳米物件。

更优选地，所述的HS-NTA的合成方法包括：

步骤1：合成Cbz-NTA：将溴乙酸溶于氢氧化钠溶液得到溴乙酸溶液，将N6-Cbz-L-赖氨酸溶于氢氧化钠溶液得到Cbz-lys溶液，在冰浴条件下将Cbz-lys溶液逐滴加到溴乙酸溶液中，溴乙酸与N6-Cbz-L-赖氨酸的摩尔比为2∶0.8-1，室温搅拌过夜，加热到65-75℃，反应1.5-4h后冷至室温，加入HCl(盐酸))溶液使其沉淀完全，并将沉淀重新溶解在氢氧化钠溶液中，最后重新加入HCl溶液使其沉淀完全，抽滤并干燥，得到Cbz-NTA；

步骤2：合成NH₂-NTA：在反应容器中加入Cbz-NTA和Pd/C(钯碳)催化剂，然后加入甲醇，在H₂(氢气)氛围下室温搅拌过夜，过滤得到甲醇溶液，将所得沉淀用去离子水溶解并抽滤得到水溶液，将甲醇溶液和水溶液旋干，然后将所得固体产物重新溶解于去离子水中，加入乙醇直到溶液变浑浊，然后将其置于-20-4℃冷却析出，过滤并干燥得到NH₂-NTA；

步骤3：合成HS-NTA：将NaHCO₃(碳酸氢钠)和硫代丁内酯溶于去离子水中，然后加入NH₂-NTA，NH₂-NTA、NaHCO₃和硫代丁内酯的摩尔比为1∶2.5-4.5∶1-2，70-75℃搅拌过夜，然后冷至室温，加入乙酸将pH调到2-4，旋蒸并使其在乙醇中重新结晶，抽滤并用乙醇和戊烷洗涤，干燥产物得到HS-NTA。

更优选地，所述的纳米物件的合成方法包括：将HAuCl₄·3H₂O(四氯金酸三水合物)加入萘满和油胺的混合溶液中，冰浴和氮气保护条件下搅拌使其溶解，得到氯金酸溶液；将TBAB(甲硼烷-叔丁胺络合物)溶于萘满和油胺的混合溶液中，然后注入氯金酸溶液，HAuCl₄·3H₂O和TBAB的摩尔比为1∶1-2，在冰浴和氮气保护条件下搅拌50-60min，加入丙酮终止反应，离心得到粒径为6nm的金纳米颗粒。

更优选地，所述的纳米物件的合成方法包括：在ODE(1-18烯)、OAm(油胺)和HAuCl₄·3H₂O的混合液中加入粒径为6nm的金纳米颗粒，HAuCl₄·3H₂O和6nm的金纳米颗粒的重量比为3-3.5∶1，氮气保护条件下搅拌使其溶解，反应液加热至80-90℃，反应2-3h，反应液迅速冷至室温，并加入丙酮沉淀，得到粒径为8nm的金纳米颗粒。

更优选地，所述的纳米物件的合成方法包括：将CdO(氧化镉)和OA的混合液在氮气保护条件下加热至140-160℃，然后加入ODE并且加热至295-315℃，将Se(硒粉)和S(硫粉)溶于TOP(三辛基膦)中，然后注入反应混合液，在295-315℃反应70-90s以促进CdSeS壳的生长，然后逐滴加入十二硫醇，反应混合液降至260-280℃，Zn(OAc)₂(乙酸锌)溶于OA和ODE的混合液中，注入反应混合液，然后S溶于TOP(三辛基膦)中，注入反应混合，反应在260-280℃保持10-15min以促进完全成壳，得到CdSeS@ZnS量子点。

更优选地，所述的纳米物件的合成方法包括：将氧化镉、磷酸正十八酯和三正辛基氧膦混合，将体系抽真空充氮气，加热溶解，将溶液冷却到110-130℃，抽真空，充入氮气然后加热到310-330℃，当温度稳定之后，将硫溶液注入到上述反应液中，所述的硫溶液为将六甲基二硅硫烷溶于三正辛基膦中得到，氧化镉、磷酸正十八酯和六甲基二硅硫烷的摩尔比为1∶2-2.5∶1-1.5，纳米颗粒在240-260℃生长6.5-8.5分钟，然后将反应体系冷却然后注入甲苯终止反应，用甲醇沉淀，洗涤，得到硫化镉种子；将氧化镉、三正辛基氧膦、磷酸正十八酯和正己基磷酸混合，然后在110-130℃抽真空，溶液在氮气保护的环境下加热到340-360℃并持续20-40分钟，然后加入三正辛基膦，当溶液温度稳定在340-360℃时，注入含有硫和硫化镉种子的溶液，反应8-10分钟之后，将反应液冷却，用体积比为1-1.5∶1-1.5∶1-1.5的丙酮、甲苯和甲醇的混合液沉淀，然后沉淀先用甲苯溶解，用辛胺清洗，然后加入甲醇使纳米晶沉淀，将沉淀出的纳米晶体用氯仿溶解，用壬酸清洗，最后用乙醇沉淀，得到硫化镉纳米棒。

更优选地，所述的纳米物件的合成方法包括：将氧化镉，氧化锌，油酸和十八烯混合然后加热到70-90℃，然后用真空泵抽气20-60分钟，往反应瓶中充入氮气，将反应温度升到300-320℃直至氧化镉与氧化锌的完全溶解，并形成澄清透明的溶液后，将温度降至280-290℃，把硫溶液注入到热的反应液中，反应体系保持290-310℃三个小时以使得纳米晶体生长，反应液用20-40℃氯仿淬灭，加入甲醇使得纳米晶体析出，得到Cd_0.9Zn_0.1S纳米颗粒。

更优选地，所述的配体交换步骤包括：在合成的纳米物件溶液中加入HS-NTA溶液，搅拌，分出水相并过滤，得到具有NTA配体的纳米物件。

更优选地，所述的纳米物件为纳米颗粒、量子点以及纳米棒中的至少一种。

优选地，所述的金属离子为Co²⁺离子或者Ni²⁺离子。

优选地，所述的工程化的大肠杆菌为工程化分泌CsgA-His的大肠杆菌。

更优选地，所述的工程化分泌CsgA-His的大肠杆菌为工程化四环素诱导分泌CsgA-His的大肠杆菌或工程化光控诱导分泌CsgA-His的大肠杆菌(蓝光诱导)。

优选地，所述的工程化光控诱导分泌CsgA-His的大肠杆菌的制备方法包括：将pDawn质粒的卡那霉素抗性改造为氯霉素抗性，得到pDawn-cmR质粒，进行质粒重组，得到pDawn-cmR-csgA-His质粒，将pDawn-cmR-csgA-His质粒，转入敲除csgA的大肠杆菌中，得到工程化光控诱导分泌CsgA-His的大肠杆菌。

一种基于纳米物件修饰的生物膜，其特征在于，包括工程化的大肠杆菌形成的生物膜，所述的生物膜上连有具有金属-NTA配体的纳米物件。

进一步地，所述的基于纳米物件修饰的生物膜通过上述的利用工程生物膜组装和固定纳米结构的方法制得。

上述的基于纳米物件修饰的生物膜的应用方法，其特征在于，包括将基于纳米物件修饰的生物膜用于可循环纳米颗粒催化，用于对电极材料进行修饰、用于制作可穿戴设备或柔性智能材料、用于制作传感器、用于制作柔性导电装置，用于制备电子器件的原件或用于进行纳米物件的布阵。

优选地，所述的可循环纳米颗粒催化为将基于纳米物件修饰的生物膜作为催化剂用于降解环境污染物或将基于纳米物件修饰的生物膜作为催化剂用于生产氢气。

本发明首先利用简单的“NTA-metal-His”配位化学，进行纳米物件在生物膜表面的自组装和负载。首先合成了HS-NTA的配体和油性可溶的金纳米颗粒、量子点、纳米棒等纳米物件，然后通过配体交换的方法使得NTA可以连接到纳米物件上面，接着按照化学配比在溶液中加入钴、镍等金属离子，制备含“metal-NTA”的纳米物件，最后通过其与组氨酸标签的配位作用，将其连接在生物膜上。

本发明发展了“基于生物膜的稳健组装固定纳米物件”(BRAIN)平台，这个平台依赖于经过基因工程改造的大肠杆菌生物膜善于贴壁的特性，可以在各种金属、无机材料和聚合物的表面定向并且均匀组装和固定各种无机纳米材料。适用的表面或基底除一般表面外还包括常见的电子基底PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)，各种柔性织物或者纸张表面。可被固定的无机纳米物体包括被Co(Ni)-NTA基团修饰过的金纳米颗粒、量子点、半导体纳米棒，以及两者或几种的混合杂化组合。另外，除了适用于二维表面，还可以在各种复杂的三维固体内/外表面进行纳米材料的组装和固定。本发明的方法简单易行，整个过程只需要利用大肠杆菌种子液和NTA-修饰的纳米材料共培养，通过四环素的添加或者蓝光的诱导，通过一步溶液法简便快捷的实现纳米材料在表/界面的均匀组装和牢靠固定。

本发明的BRAIN平台是一个基于活细胞的体系，整合了工程的大肠杆菌活性生物膜的三个重要的性质。(图1)首先CsgA是大肠杆菌生物膜的主要组成部分curli纤毛的主要组成蛋白，它可以使用合成生物学的方法进行工程化，并且已经证明可以在不破坏CsgA蛋白表达，分泌并且形成curli纤毛的情况下赋予大肠杆菌生物膜新的功能。基于简单的NTA-金属-HIS标签化学，大肠杆菌可以作为组装无机纳米材料如金纳米颗粒、量子点和纳米棒的稳定的平台。第二，CsgA-His蛋白的表达和分泌以及生物膜的形成可以通过化学诱导的基因通路进行时间方面的控制，并且可以通过光控的基因通路进行空间上的调控。第三，生物膜在自然界中可以大范围的粘附在不同的基底表面。这些卓越的性质使得生物膜可以作为稳健的涂层材料，作用于各种固体表面和界面。

BRAIN平台利用分子层面NTA-负载的无机材料可以负载在淀粉样蛋白纤维表面的组氨酸标签，另外可以在细胞层面进行空间可控的生物膜形成，最重要的是利用了生物膜在各种固体表面和界面的固有的粘附力。基于这些优越的性质，使得本发明的平台可以作为自下而上、规模化和普适性的体系满足在多样化的固体表面和界面进行空间可控组装和稳定固定无机纳米材料。

本发明的BRAIN平台利用的是工程化的大肠杆菌，可以分泌工程化的curli纤毛纤维，在纤毛的表面带有组氨酸标签。纤毛纤维的主要组成蛋白是CsgA-His蛋白，由于CsgA-His蛋白可以自组装形成规整的纤维结构，因此就可以使得纳米物件同样实现规整的排列。本发明合成的金纳米颗粒、量子点和纳米棒等纳米物件和大肠杆菌共培养不会影响CsgA-His蛋白的分泌和正确组装。

大肠杆菌可以分泌生物膜用以保护自己，生物膜对于各种各样的表面和界面有着非常强的固有粘附力。本发明利用大肠杆菌的固有粘附力，同时在金属、无机材料、高分子等材料的表面进行纳米物件的锚定。而且本发明的方法还可以实现对三维物体的内表面和弯曲的界面进行相应的纳米物件组装和负载。

本发明将光控基因元件pDawn和大肠杆菌的csgA-His基因进行整合，利用基因工程的方法构建了pDawn-cmR-csgA-His重组质粒。在470nm的蓝光诱导下，工程化的大肠杆菌可以分泌出CsgA-His。本发明利用此性质，并结合之前提到的组装并固定纳米物件的方法，本发明可以通过光控来精确控制实现目标区域纳米物件的涂层技术。本发明实现的布阵有简单的正方形和三角形，接着做了稍微复杂的五角星，最后实现了上海科技大学校徽的布阵。

本发明将功能化的纳米物件负载于生物膜上，不仅保留了纳米物件本身的性质，同时还可以整合生物膜和纳米物件，起到一种协同效应。本发明把金纳米颗粒负载在生物膜上之后，进行了对硝基苯酚的还原降解，本发明发现由于生物膜的固定作用，在5次的循环内，其催化效果并无明显的降低。而本发明把量子点负载在生物膜上之后，进行了染料如刚果红，甲基橙的光降解。本发明发现，由于生物膜可以吸附刚果红，对刚果红进行富集，因此其降解效率大大提高。而且本发明将金纳米颗粒和量子点同时负载在生物膜上之后，由于发生了电子转移使得量子点的电子和空穴更容易分离，光降解的效率也发生了相应的提高。

本发明将纳米物件负载在了PET和聚酯纤维上，以期在柔性期间方面发展应用。本发明首先将聚酯纤维、大肠杆菌种子液和金纳米颗粒进行共培养，将金纳米颗粒负载在聚酯纤维上，然后将其浸没在含有羟胺的氯金酸溶液中，有金纳米颗粒的位置作为晶种会覆盖上一层金，通过这样的方法，本发明构建了柔性导电元件，本发明发现可以用于导电并点亮LED(发光二极管)灯。

本发明将量子点负载于生物膜，由于量子点本身的性质，本发明发现可以用于光催化产氢。由于量子点在生物膜上的负载非常牢固，因此本发明的方法可以对量子点进行回收。

对于量子点本身，对pH有相应的敏感性，pH的变化会影响到量子点荧光强度的变化。本发明通过上述方法将量子点负载在碳纸上，然后在不同的pH条件下测试其荧光强度的变化，然后将其制作成了pH传感器。由于生物膜的负载非常稳定，本发明期望可以用于生理体系微环境pH变化的快速测量。

本发明的基于纳米物件修饰的生物膜可用于可循环纳米颗粒催化(比如污染物的降解和有机染料的光降解，各种依赖于纳米颗粒催化的能源催化技术)；对电极材料进行纳米涂层修饰，用来做各种不透明或透明电极；负载在柔性织物或纸张上，作为可穿戴设备和柔性智能材料；各种表/界面的传感器(比如pH传感器检测周围环境的pH变化)；制作导电装置，以及用于制备各种电子器件的基本原件(比如晶体管)；一步法新型表面和界面微米到宏观规模的布阵(免传统微纳加工方法)。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明配体交换的方法不仅适用于金纳米颗粒，而且还可以拓展到量子点和纳米棒，大大拓展了可以固定于生物膜的纳米物件的种类和尺寸。

2.本发明采用的是一步溶液法，方法简单，不必进行复杂的后续处理。

3.本发明采用的方法是简单的配位化学，合成和操作的方法都非常简单。

4.本发明基因工程的方法并不影响curli纤维的正常形成。

5.本发明的生物膜在自然界中非常稳定，对于酸碱和加热等都有一定的抵抗作用。

6.本发明可以通过多种方法来对生物膜的分泌进行控制，如蓝光的光控体系以及四环素的化学物质控制体系。本发明可以通过化学诱导的基因通路进行时间方面的控制，并且可以通过光控的基因通路进行空间上的调控。

7.本发明的涂层技术不仅仅可以实现物体表面的纳米涂层，同时对于复杂的界面以及难工程的内表面都可以实现相应的纳米物件负载。

8.本发明可以实现大范围的定点布阵，利用的是自下而上的自组装技术，不需要复杂的微纳加工方法和操作。

9.本发明实现了大肠杆菌和纳米物件的协同效应，并将协同效应利用到了能源和环境领域中。在刚果红的光降解反应中，生物膜对刚果红的富集作用增强了量子点的降解效率。在对硝基苯酚的还原降解过程中，生物膜的附着提高了其循环次数。

10.不同的纳米物件可以同时负载于大肠杆菌的生物膜，而且相互之间会发生作用。如本发明将金纳米颗粒和量子点同时负载于生物膜上，由于距离非常近，本发明发现在光照的情况下，发生了电子从量子点向金纳米颗粒的转移，提高了光降解的效率。

11.本发明实现了纳米物件在柔性材料表面的固定，可以用于制作柔性电子器件。

附图说明

图1为本发明的一步法在界面进行纳米材料组装和固定方法的示意图。将具有NTA配体的纳米物件与大肠杆菌种子液进行共培养，然后利用化学诱导或者光诱导的方法，同时分泌CsgA-His蛋白并将纳米物件组装在大肠杆菌的生物膜，利用生物膜的内在粘附力，将纳米物件固定在表面和界向上。

图2为纳米物件自组装在大肠杆菌生物膜表面的TEM图。a图是6nm的金纳米颗粒，b图是CdSeS@ZnS量子点，c图是CdS纳米棒，d图是6nm的金纳米颗粒和CdSeS@ZnS量子点同时加入培养基中，所以金纳米颗粒和量子点可以均匀的同时分散在curli纤毛上，e图是6nm的金纳米颗粒和CdS纳米棒同时加入培养基中，金纳米颗粒和纳米棒可以同时均匀的分散在curli纤毛上。标尺，a：1μm，50nm；b：500nm，50nm；c：1μm，100nm；d：1μm，200nm；e：1μm，50nm.

图3为利用大肠杆菌将纳米物件负载在不同的表面和界面上(用红色的CdSeS@ZnS量子点作为示范)。a图中，量子点可以被负载在金属(铝箔)、无机物(碳纸、玻璃片以及石英玻璃)和聚合物材料(聚四氟乙烯、PE、PP以及硅胶)，并且可以在过滤材料(鲍尔环、泰勒环和K1过滤材料)，甚至可以在硅胶管和PP管的内表面进行负载。b图中，涂层方法可以规模化，从小到大，对于表面和界面材料都适用。c图是CdSeS@ZnS量子点修饰的大肠杆菌生物膜的TEM、HAADF、HRTEM和EDS成像表征。

图4为利用生物膜作为涂层材料和不加大肠杆菌作为对照的荧光强度统计表。从图中可以看出，尽管各种材料对于量子点都会有一些非特异性吸附，但是当加入生物膜之后，其荧光强度大大提高，表明其负载纳米物件的效率。

图5为光控生物膜的表达。a图是光控的基因元件，在470nm蓝光的照射下，此基因元件会表达CsgA-His蛋白，从而促进生物膜的分泌。b图是不同时间点下的光控效果，小孔是用0.45mm的注射器针头扎的，而大孔则是使用1.6mm的注射器针头扎的，实验是在96孔板中进行的，光从下部进行照射。c图是利用光控制作的各种图案，简单的正方形和三角形，复杂一点的五角星，然后是上海科技大学的校徽。d图对b中的荧光强度进行了统计，光照条件下的荧光强度大概是光暗环境下的5倍，由于量子点可以跟生物膜进行结合，因此荧光强度代表生物膜的多少，光照条件会大大促进生物膜的表达。

图6为对硝基苯酚的还原。a图表示以6nm的金纳米颗粒修饰的生物膜作为催化剂的对硝基苯酚还原过程的紫外吸收变化过程，各条曲线分别对应从上到下的时间点，最上变一条代表0min的紫外吸收曲线，最下边一条表示70min的紫外吸收曲线。b图表示进行三次循环反应的速率变化。c图表示以8nm的金纳米颗粒修饰的生物膜作为催化剂的对硝基苯酚还原过程的紫外吸收变化过程，各条曲线分别对应从上到下的时间点，最上变一条代表0min的紫外吸收曲线，最下边一条表示70min的紫外吸收曲线。d图表示进行三次循环反应的速率变化。e图为进行可循环实验的实验装置。f图为五次循环的效率。g图为6nm的金纳米颗粒修饰的生物膜的TEM、HAADF、HRTEM和EDS成像表征。h图为8nm的金纳米颗粒修饰的生物膜的TEM、HAADF、HRTEM和EDS成像表征。

图7为对硝基苯酚还原反应之后功能化生物膜的TEM图像。a图为6nm金纳米颗粒修饰的生物膜反应之后的TEM图像。b图为8nm金纳米颗粒修饰的生物膜反应之后的TEM图像。

图8为利用Cd_0.9Zn_0.1S的量子点修饰的生物膜作为催化剂，光催化降解甲基橙(上)和刚果红(下)的速率数据。

图9为将CdSeS@ZnS量子点负载在生物膜并涂层与碳纸之后作为pH传感器。a图代表碳纸上的荧光强度在不同的pH条件下随时间的变化曲线。b图代表225min时的荧光强度随pH的变化曲线。

图10为负载于电极材料碳纸上的功能化生物膜的SEM图像。a未加四环素培养的大肠杆菌。b利用四环素诱导培养的大肠杆菌，分泌有生物膜。c含6nm金纳米颗粒修饰的生物膜。d含8nm金纳米颗粒修饰的生物膜。e含CdSeS@ZnS量子点修饰的生物膜。f，含Cd_0.9Zn_0.1S量子点修饰的生物膜。

图11为柔性导电器件，基底材料为聚酯纤维。

图12为负载Cd_0.9Zn_0.1S量子点的生物膜作为催化剂进行产氢实验。

图13为pDawn-cmR-csgA-His重组质粒的质粒图谱。

图14为NTA-metal-his化学示意图。a.NTA-metal-his化学示意图。NTA配体通过巯基连接到纳米物件，然后通过组氨酸标签连接到curli纤维上。b.HS-NTA配体的合成示意图。

图15为Cbz-NTA的NMR谱。

图16为NH2-NTA的NMR谱。

图17为HS-NTA的NMR；

图18为HS-NTA的IR谱。

图19为金纳米颗粒和量子点的合成TEM图和粒径图。a.6nm的OAm配位的金纳米颗粒的TEM图。b.6nm的OAm配位的金纳米颗粒的粒径统计显示平均粒径为5.03nm，标准偏差为0.55nm。c.8nm的OAm配位的金纳米颗粒的TEM图。d.8nm的OAm配位的金纳米颗粒的粒径统计显示平均粒径为7.48nm，标准偏差为0.53nm。e.红色CdSeS@ZnS量子点的TEM图。f.红色CdSeS@ZnS量子点的平均粒径为5.82nm，标准偏差为0.82nm。

图20为OAm配位的CdSeS@ZnS量子点和HS-NTA配位的CdSeS@ZnS量子点的FL光谱。

图21不同材料表面负载分泌CsgA-His的大肠杆菌之后的接触角数据。

图22为红色的CdSeS@ZnS量子点负载于各种柔性基底示意图。a.纸张；b.PET；c.聚酯纤维。

图23为只有红色量子点在培养基中的不同表面的对照实验。

图24为合成的CdS纳米棒的TEM图片，标尺为50nm。

图25为负载Cd_0.9Zn_0.1S量子点的大肠杆菌的HRTEM，HAADF和EDS成像表征。

图26为配体交换前后油溶性和水溶性Cd_0.9Zn_0.1S量子点的荧光光谱。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

以下实施例中使用的LB培养基购自(台湾生工，L001-1kg)，M63培养基肉汤(Amresco，J910-500G)，四环素(安耐吉，E1200520)，硫酸镁(阿拉丁，M119381-500g)，葡萄糖(沪试(国产)，63005518)，氯霉素(阿拉丁，C100331-25g)，

含四环素的M63培养基如无特殊说明，配置方法为：15.6g的M63培养基肉汤，加入去离子水补充至1L，使用氢氧化钾将pH调至7.0，120℃灭菌。然后加入10mL的20％的葡萄糖溶液，1mL的1mol/L的硫酸镁溶液，1mL的34mg/mL的氯霉素溶液，1mL的250μg/mL的四环素溶液。

不含四环素的M63培养基如无特殊说明，配置方法为：15.6g的M63培养基肉汤，加入去离子水补充至1L，使用氢氧化钾将pH调至7.0，120℃灭菌。然后加入10mL的20％的葡萄糖溶液，lmL的1mol/L的硫酸镁溶液，1mL的34mg/mL的氯霉素溶液。

本发明各实施例中所述的M63培养基如无特殊说明，为含四环素的M63培养基。

以下实施例中使用的敲除CsgA的大肠杆菌，菌种名称为MG1655 PROΔcsgAompR234，编号为fAYC002。分泌CsgA-His的大肠杆菌，菌种名称为aTc_Receiver/CsgA_His，编号为fAYC003。以上菌种均来自麻省理工学院Timothy Lu教授的实验室，上述两个菌种已在文献中公开，该文献发表于2014年的自然材料上，具体为：Chen，A.Y.et al.Synthesis andpatterning of tunable multiscale materials with engineered cells.Naturematerials 13，515-523，doi：10.1038/nmat3912(2014)，现由申请人保存，申请人保证从申请日起二十年内向公众发放上述菌种。

以下实施例中使用的pDawn质粒来自芝加哥大学Andreas 教授的实验室，已在文献中公开，该文献发表于2012年，具体为：Ohlendorf，R.，Vidavski，R.R.，Eldar，A.，Moffat，K.&Moglich，A.From dusk till dawn：one-plasmid systems for light-regulated gene expression.Journal of molecular biology 416，534-542，doi：10.1016/j.jmb.2012.01.001(2012)，现由申请人保存，申请人保证从申请日起二十年内向公众发放上述的pDawn质粒。该质粒也可从addgene(The nonprofit plasmid repository)购买，货号为Plasmid#43796。

本发明所述的工程化分泌CsgA-His的大肠杆菌指的是工程化分泌CsgA-His蛋白的大肠杆菌，含有pDawn-cmR-csgA-His重组质粒的大肠杆菌为光控分泌CsgA-His蛋白的大肠杆菌。

csgA-His的基因序列见序列表中的序列1。

实施例1

一种利用工程生物膜组装和固定纳米结构的方法，具体步骤为：

1、合成具有NTA配体的纳米物件：

为实现生物膜表面纳米物件的修饰和定向组装，需要合成相应具有NTA配体的纳米物件，本发明提供了一种简便的方法用于大规模NTA修饰的纳米物件的制备。如图14所示，首先合成HS-NTA和纳米物件，然后通过配体交换，利用巯基与金属之间的配位键，实现NTA配体与纳米物件的连接，得到具有NTA配体的纳米物件。

HS-NTA在本发明中用来作为配体交换试剂，经配体交换后，各种纳米材料包括金纳米颗粒，半导体纳米棒，量子点等可以修饰上HS-NTA，在水溶液中分散均匀，同时NTA-Co(Ni)-Histag配体化学可以保证经修饰过的纳米颗粒能够附着在带Histag的curli蛋白纤维上面，从而进一步在生物膜上大面积绑定。

(1)合成HS-NTA：

(1S)-N-[5-[(4-Mercaptobutanoyl)amino]-1-carboxypentyl]iminodiaceticAcid(HS-NTA)合成：

所用试剂：溴乙酸(Energy Chemical，W8100141000)，N⁶-Cbz-L-赖氨酸(Cbz-lys，98％，J&K)，NaOH(AR，Sinopharm)，HCl(GR，Greagent)，Pd/C催化剂(10％，Macklin)，甲醇(CP，Sinopharm)，戊烷(AR，Sinopharm)，NaHCO₃(Aladdin)，硫代丁内酯(sigma aldrich)，乙酸(Sangon Biotech)。

(a)(1S)-N-(5-Carbobenzyloxyamino-1-carboxypentyl)iminodiacetic Acid(Cbz-NTA)合成：

溴乙酸(8.34g，60mmol)溶于30mL的2M的氢氧化钠溶液得到溴乙酸溶液，N⁶-Cbz-L-赖氨酸(Cbz-lys)(8.4g，30mmo1)溶于45mL的2M的氢氧化钠溶液得到Cbz-lys溶液。在冰浴条件下将Cbz-lys溶液逐滴加到溴乙酸溶液中，室温搅拌过夜。加热到70℃，反应2h后冷至室温。加入1M的HCl溶液使其沉淀完全，并将沉淀重新溶解在100mL的1M氢氧化钠溶液中。最后重新加入1M的HCl溶液使其沉淀完全，抽滤并干燥，得到9.55g的Cbz-NTA，产率为80.3％。¹H NMR(500MHz，DMSO-d₆，297K)：δ7.60-7.16(m，5H)，5.00(s，2H)，3.48-3.31(m，5H)，2.96(dd，J＝12.6，6.5Hz，2H)，1.93-1.07(m，6H)(如图15所示)。

(b)(1S)-N-(5-Amino-1-carboxypentyl)iminodiacetic Acid(NH₂-NTA)合成：

在三口烧瓶中加入Cbz-NTA(6g，15mmol)和Pd/C催化剂(10％，0.6g)，然后加入100mL的甲醇。在H₂氛围下室温搅拌过夜。过滤得到甲醇溶液，沉淀用40mL的去离子水溶解并抽滤得到水溶液。将甲醇溶液和水溶液旋干，然后将产物重新溶解于20mL去离子水中，加入乙醇直到溶液变浑浊，然后将其置于-20℃冷却析出，过滤并干燥得到3.4g的NH₂-NTA，产率为86％。¹H NMR(500MHz，D₂O，297K)：δ3.94(s，5H)，3.01(s，2H)，1.93(d，J＝37.3Hz，2H)，1.79-1.21(m，5H)。(如图16所示)

(c)(1S)-N-[5-[(4-Mercaptobutanoyl)amino]1-carboxypentyl]iminodiaceticAcid(HS-NTA)合成：

将NaHCO₃(1g，11.9mmol)和硫代丁内酯(0.6g，5.9mmol)溶于10mL的去离子水中，然后加入NH₂-NTA(1g，3.8mmol)。反应混合液72℃搅拌过夜，然后冷至室温。加入大约1mL的乙酸将pH调到3左右，旋蒸并使其在乙醇中重新结晶，抽滤并用乙醇和戊烷分别洗三次，干燥产物得到1.26g的HS-NTA，产率为91％。¹H NMR(500MHz，D₂O，297K)：δ3.98-3.50(m，5H)，3.31-2.95(m，2H)，2.64(dt，J＝97.6，6.6Hz，2H)，2.43-2.19(m，2H)，2.06-1.69(m，6H)，1.68-1.33(m，4H).IR(cm^-1)：2933，2863，2360，1620，1398。(如图17和18所示)

(2)、合成纳米物件：

绑定的纳米颗粒包括金纳米颗粒、量子点或者纳米棒，绑定的纳米颗粒可以是由实验室合成的纳米颗粒，也可以是市场上购买的颗粒。

分别合成6nm金纳米颗粒、8nm金纳米颗粒、CdSeS@ZnS量子点、CdS纳米棒和Cd_0.9Zn_0.1S纳米颗粒：

所用试剂：HAuCl₄·3H₂O(Energy Chemical)，萘满(tetralin，TCI)，油胺(OAm，70％，Sigma-Aldrich)，甲硼烷-叔丁胺络合物(TBAB，97％，J&K)，丙酮(AR，Sinopharm)，1-18烯(ODE，TCI)，CdO(99.99％pure，Aladdin)，乙酸锌((Zn(OAc)₂，99.999％，Aladdin)，氧化锌(ZnO，99.7％，Adamas)，磷酸正十八酯(阿拉丁，0138884)，己基磷酸(安耐吉，98％)，六甲基二硅硫烷(百灵威，98％)，甲苯(泰坦)，氯仿(泰坦)，辛胺(安耐吉)，油酸(OA，Sigma-Aldrich)，Se(99.99％，Aladdin)，S(Sigma-Aldrich)，十二硫醇(95％，Aladdin)，三正辛基膦(TOP，Sigma-Aldrich)，正己烷(Aladdin)，二氯甲烷(泰坦)，甲醇(国药，AR)，无水乙醇(SRCR)。

(a)6nm金纳米颗粒合成：

将HAuCl₄·3H₂O(200mg，0.508mmol)加入10mL的萘满和10mL的油胺混合溶液中，冰浴和氮气保护条件下搅拌使其溶解，得到氯金酸溶液。将TBAB(43.48mg，0.5mmol)溶于1mL的萘满和1mL的油胺混合溶液中，然后注入氯金酸溶液。混合反应液在冰浴和氮气保护条件下搅拌1h。加入60mL的丙酮终止反应，8500g离心10min。产物溶于20mL的正己烷中并用40mL的乙醇洗涤，得到粒径为6nm的金纳米颗粒，最后重悬于30mL的正己烷中保存备用，如图19中所示，6nm的OAm配位的金纳米颗粒的粒径统计显示平均粒径为5.03nm，标准偏差为0.55nm。如图6中的元素成像可以看出其成分为金。

(b)8nm金纳米颗粒合成：

在ODE(10mL)，OAm(10mL)and HAuCl₄·3H₂O(0.1g，0.254mmol)的混合液中加入30mg的粒径为6nm的金纳米颗粒，氮气保护条件下搅拌使其溶解。反应液加热至80℃，反应2h。反应液迅速冷至室温并加入60mL的丙酮沉淀得到产物，产物溶于20mL的正己烷中并用40mL的乙醇洗涤，得到粒径为8nm的金纳米颗粒，最后重悬于30mL的正己烷中保存备用，如图19所示，8nm的OAm配位的金纳米颗粒的粒径统计显示平均粒径为7.48nm，标准偏差为0.53nm。如图6中的元素成像可以看出其成分为金。

(c)CdSeS@ZnS量子点合成：

CdO(282.5mg，2.2mmol)和OA(10mL)的混合液脱气并在氮气保护条件下加热至150℃，然后加入40mL的ODE并且加热至305℃。将Se(42.6mg，0.54mmol)和S(1.9mg，0.06mmol)溶于0.6mL的TOP中，然后迅速注入反应混合液。反应混合液维持在305℃反应90s以促进CdSeS壳的生长，然后逐滴加入十二硫醇(0.59mL，3.4mmol)，反应混合液降至270℃。Zn(OAc)₂(1.049g，5.72mmol)溶于OA(8mL)和ODE(2mL)的混合液中，注入反应混合液，然后S(0.432g，13.5mmol)溶于TOP(7mL)中，快速注入反应混合液中，反应在270℃保持10min以促进完全成壳。得到的量子点溶于正己烷中并用无水乙醇洗三遍，得到CdSeS@ZnS量子点，重悬于20mL正己烷中保存备用，如图19所示。其FL光谱如图20所示。如图19所示，红色CdSeS@ZnS量子点的平均粒径为5.82nm，标准偏差为0.82nm。如图3所示，量子点中包含镉、锌、硒和硫元素。

(d)CdS纳米棒的合成：

先合成硫化镉种子：将0.100g氧化镉，0.603g磷酸正十八酯和3.299g三正辛基氧膦混合到一起，放于二十毫升双颈瓶中，将体系抽真空充氮气，反复三到五次，然后加热到300℃，持续30分钟使得氧化镉溶解。将溶液冷却到120℃，抽真空30分钟，充入氮气然后加热到320℃。当温度稳定之后，将硫溶液(将0.179g六甲基二硅硫烷溶于3g三正辛基膦中)快速注入到上述反应液中。纳米颗粒在250℃生长7.5分钟，然后将反应体系冷却然后快速注入甲苯终止反应。硫化镉种子用甲醇沉淀。然后用体积比为2∶1的甲苯甲醇混合液洗两次，沉淀溶解在三正辛基膦中。硫化镉种子在408nm处有吸收，在408nm处的摩尔吸光度(ε)为3.96x10⁵cm^-1M^-1。

硫化镉纳米棒的合成：混合0.086g氧化镉，3g三正辛基氧膦，0.290g磷酸正十八酯，0.080g己基磷酸于一个二十毫升双颈瓶中，然后在120℃抽真空。溶液在氮气保护的环境下加热到350℃并持续30分钟。然后加入1.5毫升三正辛基膦。当溶液温度稳定在350℃时，快速注入含有硫化镉种子的溶液(将0.124g硫和8×10^-8mol硫化镉种子溶于1.5毫升三正辛基膦中)，反应8分钟之后，将反应液冷却，用体积比为1∶1∶1的丙酮、甲苯和甲醇的混合液沉淀。然后沉淀先用甲苯溶解，用辛胺清洗，然后加入甲醇使纳米晶沉淀，将沉淀出的纳米晶体用氯仿溶解，用壬酸清洗，最后用乙醇沉淀，得到硫化镉纳米棒。沉淀用甲苯溶解，避光保存在4℃冰箱。如图24所示，CdS纳米棒的长度为60nm左右。

(e)Cd_0.9Zn_0.1S纳米颗粒的合成：

将0.0064g氧化镉，00081g氧化锌，0.5ml油酸和4ml1-18烯混合然后加热到80℃，然后用真空泵抽气20分钟。往反应瓶中充入氮气，将反应温度升到310℃直至氧化镉与氧化锌的完全溶解，并形成澄清透明的溶液后，将温度降至300℃。把硫溶液(将0.0032g硫溶解到4mL1-18烯中，边搅拌边抽气)快速注入到热的反应液中。反应体系保持300℃三个小时以使得纳米晶体生长。反应液用25℃氯仿淬灭。加入甲醇使得纳米晶体析出，得到Cd_0.9Zn_0.1S纳米颗粒，将沉淀溶于二氯甲烷放于4℃冰箱保存。从图25的元素成像可以看出，本发明合成的量子点中包含锌、镉和硫元素。

(3)通过配体交换，利用巯基与金属之间的配位键，实现NTA配体与纳米物件的连接，得到具有NTA配体的纳米物件：

(a)金纳米颗粒的配体交换：

将1mL(3.3mg/mL)上述合成的6nm或8nm的金纳米颗粒(OAm-cappedAu NPs)溶液加入2mg/mL HS-NTA的PBS溶液(10mL)。反应混合液室温搅拌过夜，分出水相并用0.2um的滤膜过滤，所得固体为具有NTA配体的6nm或8nm的金纳米颗粒。

(b)量子点和纳米棒的配体交换

1mL的乙醇加入1mL(10μmol/mL)的上述合成的(5mmol/L)CdSeS@ZnS量子点溶液中、(5mmol/L)CdS纳米棒溶液或(6mmol/L)Cd_0.9Zn_0.1S纳米颗粒溶液中，离心，弃上清，并重悬于15mL的二氯甲烷。然后加入20mg/mL HS-NTA甲醇溶液(1mL，pH＝13)，缓慢搅拌2min，加入9mL的PBS溶液，分出水相并用0.2um的滤膜过滤，所得溶液为具有NTA配体的CdSeS@ZnS量子点、CdS纳米棒或Cd_0.9Zn_0.1S纳米颗粒。

OAm配位的CdSeS@ZnS量子点和HS-NTA配位的CdSeS@ZnS量子点的FL(荧光)光谱如图20所示。OAm配位的Cd_0.9Zn_0.1S量子点和HS-NTA配位的Cd_0.9Zn_0.1S量子点的FL光谱如图26所示。

2、在具有NTA配体的纳米物件中加入金属离子，得到具有金属-NTA配体的纳米物件：

在(500nmmol/mL)的具有NTA配体的6nm或8nm的金纳米颗粒、CdSeS@ZnS量子点、CdS纳米棒或Cd_0.9Zn_0.1S纳米颗粒的水溶液(1mL)中加入(20μL)的50mM的CoCl₂或NiCl₂溶液，得到具有Co-NTA配体或Ni-NTA配体的6nm或8nm的金纳米颗粒、CdSeS@ZnS量子点、CdS纳米棒或Cd_0.9Zn_0.1S纳米颗粒，保存备用。

3、将工程化的大肠杆菌在含有所述的具有金属-NTA配体的纳米物件的培养液中进行培养，得到基于纳米物件修饰的生物膜：

工程化的大肠杆菌可以分泌工程化的curli纤维，curli纤维的表面负载有组氨酸标签。利用简单的NTA-metal-His配位化学，本发明可以把各种经NTA修饰的纳米物件修饰在大肠杆菌的生物膜，并可以沿curli纤维的方向进行定向的组装。

具体操作方法：取工程化分泌CsgA-His的大肠杆菌，在LB培养基(氯霉素浓度为34μg/mL)中37℃过夜培养。取1mL上述大肠杆菌培养液，离心并重悬于1mL的M63培养基中，得到大肠杆菌种子液(1.2×10⁹cfu/mL)，然后按1∶100的体积比例(大肠杆菌种子液：M63培养基)往M63培养基中加入大肠杆菌种子液，然后按1∶10的体积比例(纳米物件水溶液：M63培养基)在所述的M63培养基中分别加入上述合成的具有Co-NTA配体或Ni-NTA配体的6nm或8nm的金纳米颗粒、CdSeS@ZnS量子点、CdS纳米棒或Cd_0.9Zn_0.1S纳米颗粒水溶液(浓度为500nmol/mL)，置于30℃培养箱静置培养24h，得到基于纳米物件修饰的生物膜，所述的基于纳米物件修饰的生物膜包括工程化的大肠杆菌形成的生物膜，所述的生物膜上连接有具有金属-NTA配体的纳米物件。从玻璃片上刮下样品，进行TEM表征。如图2所示，金纳米颗粒、CdSeS@ZnS量子点和CdS纳米棒都可以高效负载并沿纤维的方向进行排布。此外，如果本发明在溶液中同时加入不同的纳米物件，金纳米颗粒和量子点，金纳米颗粒和纳米棒都可以均匀的分布在大肠杆菌curli纤维上。

实施例2

在固体表面进行纳米物件的组装和固定对于催化、电子、光子、等离子体、生物传感器以及能源相关的应用都有非常重要的意义。本发明开发了一步溶液法，通过大肠杆菌种子液和纳米物件的共培养，同时利用大肠杆菌生物膜对自然界中的表面的固有粘附力。实现了对于各种各样的表面和界面，甚至是内表面的纳米物件的大规模修饰。

1、采用与实施例1中步骤1和2相同的方法合成具有Co-NTA配体的CdSeS@ZnS量子点；

2、利用一步溶液法，将工程化的大肠杆菌在含有所述的具有金属-NTA配体的纳米物件的培养液中进行培养，培养液中加有模具，培养时利用大肠杆菌生物膜对模具表面和/或界面的固有粘附力，在模具表面和/或界面进行纳米物件的组装和固定，得到固定在材料表面和/或界面的基于纳米物件修饰的生物膜：

具体操作步骤：

将工程化分泌CsgA-His的大肠杆菌在LB培养基中37℃过夜培养。取1mL所得的大肠杆菌培养液，离心并重悬于1mL的M63培养基中，得到大肠杆菌种子液(1.2×10⁹cfu/mL)，然后将大肠杆菌种子液按1∶100的体积比例(大肠杆菌种子液：M63培养基)加入到M63培养基中，然后按1∶10的体积比例(纳米量子点水溶液：M63培养基)在M63培养基中加入红色的具有Co-NTA配体的CdSeS@ZnS量子点的水溶液(浓度为500nmol/mL)，然后在所述的M63培养基的底部或者溶液中加入不同材料和形状的模具，置于30℃培养箱培养48h，培养时利用大肠杆菌生物膜对模具表面的固有粘附力，在模具表面进行纳米物件的组装和固定，得到固定在模具表面的基于纳米物件修饰的生物膜，然后取出相应的材料并用PBS溶液进行洗涤。量子点可以在紫外光激发下发出红色的荧光，因此晾干后在350nm紫外光照的激发下进行拍摄，并进行接触角的测量。另外，利用荧光扫描的方法进行荧光强度的表征。

如图3所示，利用生物膜固有的粘附力，量子点可以被负载在金属(铝箔)、无机物(碳纸、玻璃片以及石英玻璃)和聚合物材料(聚四氟乙烯、PE、PP以及硅胶)，并且可以在工业上使用过滤材料(鲍尔环、泰勒环和K1过滤材料)，甚至可以在硅胶管和PP管的内表面进行负载。无生物膜生长的表面不能很均匀的绑定纳米材料(图23和图4)，并且绑定的量子点在激发光下的荧光强度要比有生物膜绑定的弱很多(图4)。接触角实验证明，附着的生物膜可以让各种疏水变得亲水或一般亲水的表面变得更亲水(图21)，另一方面加上Co-NTA和蛋白纤维上面布满的Histag作用，使得大面积固定纳米物件变得可能(图3和4)

本发明所示的方法不仅仅可以小规模应用，本发明发现对于大小不同的培养基，量子点都可以均匀的分散在底部。而且对于三维的过滤材料多面空心球，本发明的涂层方法同样可以使用。实现了在不同材料的表面，界面和相应材料内表面的纳米物件的负载。TEM、HAADF、HRTEM和EDS成像表征表明本发明的方法非常稳定，而且保留了量子点的所有成分，也为本发明接下来的应用方面奠定了基础。图4中，本发明的荧光强度对比图显示，尽管固体表面对于纳米物件微小量的非特异性吸附，但是通过本发明的一步溶液法，可以在一些非常光滑(石英玻璃)或者疏水(聚四氟乙烯平板)的表面实现纳米物件的负载。

实施例3

光控诱导进行无机材料的空间布阵：

自然界中，光具有极好的分辨率，因此在微纳加工以及模具的加工过程中，经常使用激光作为光源来进行这些操作。布阵对于如何制作器件非常重要，微纳加工实现布阵的方法非常复杂。本发明基于光控开发了简单的方法可以用于纳米物件的布阵，本发明首先布阵了简单的图形，然后逐渐拓展到较为复杂的布阵。

pDawn质粒的获取：

pDawn质粒与本发明的csgA敲除菌种的抗药性相同，不能够筛选细菌，因此第一步需要改造pDawn质粒，将其卡那霉素抗性敲除或者换为不同的抗药性，为了方便，本发明选择将质粒抗性换做氯霉素抗性。

本发明采取无缝克隆技术-吉布森一步法进行分子克隆实验，操作过程如下：

以下实验使用的Q5酶为NEB公司生产的，货号为E0555L。引物的合成是在金唯智生物技术有限公司采用常规方法合成的。Gibson试剂盒是NEB公司生产的，货号为E2611L。TransGen凝胶回收试剂盒购自北京全式金生物技术有限公司。

(1)CmR抗性基因的扩增

CmR-F为序列表中的序列5，CmR-R为序列表中的序列6。

模板DNA为CsgA-His质粒，质粒是使用全式金的质粒提取试剂盒按照说明书的操作步骤从工程化分泌CsgA-His的大肠杆菌中提取的，试剂盒的货号为EM101-02。

氯霉素(CmR)抗性基因序列见基因序列表中的序列2。

50μl的PCR体系如下表：

成分	体积
		2×Q5酶混合液	25μl
ddH<sub>2</sub>O	22.5μl
		前引物CmR-F(10μM)	1μl
后引物CmR-R(10μM)	1μl
		模板DNA(0.1μM)	0.5μl
总量	50μl

PCR条件：

DNA电泳鉴定后，使用TransGen(北京)凝胶回收试剂盒并按照说明书中记载的操作步骤回收CmR抗性基因的DNA片段。

(2)pDawn线性化质粒的扩增：

Plasmid-F为序列表中的序列7，Plasmid-R为序列表中的序列8。

利用引物Plasmid-F与Plasmid-R PCR扩增pDawn质粒中卡纳抗性以外的部分，约5000bp，设计PCR体系如下：

50μl的PCR体系如下表：

成分	体积
		2×Q5酶混合液	25μl
ddH<sub>2</sub>O	22.5μl
		前引物Plasmid-F(10μM)	1μl
后引物Plasmid-R(10μM)	1μl
		pDawn质粒(0.1μM)	0.5μl
总量	50μl

PCR条件：

DNA电泳鉴定后，使用TransGen(北京)凝胶回收试剂盒并按照说明书中记载的操作步骤回收线性化的pDawn质粒的DNA片段。

(3)改造质粒pDawm-cmR的获取：

用无缝克隆-吉布森一步法连接线性化的质粒的DNA片段与氯霉素抗性基因，设计体系如下：

吉布森连接(50℃)放置一小时，转入DH5α感受态细胞(购自康为世纪生物有限公司，货号为CW0808S)，涂板37℃恒温培养12小时，之后通过金唯智生物技术公司(苏州)的测序筛选出含有目的序列的菌株，由此获得pDawn-cmR质粒，序列见序列表中的序列3。

pDawn-cmR-csgA-His的获取：

(1)线性化质粒：

用Xbal单酶切质粒pDawn-cmR以线性化质粒。(Xbal限制性核酸内切酶购自Thermo公司，货号为ER0681)

(2)csgA基因的PCR：

设计引物如下：

csgA-F见序列表中的序列9，csgA-R见序列表中的序列10。

BL21(DE3)是从全式金购买的，货号为CD601-02。

50μl的PCR体系如下表，

成分	体积
		2×Q5酶混合液	25μl
ddH<sub>2</sub>O	22.5μl
		前引物csgA-F(10μM)	1μl
后引物csgA-R(10μM)	1μl
		BL21(DE3)(5×10<sup>8</sup>cfu/mL)	0.5μl
总量	50μl

PCR条件：

DNA电泳鉴定后，使用TransGene(北京)凝胶回收试剂盒并按照说明书中记载的操作步骤回收DNA片段。

(3)cI-LVA基因的PCR扩增

cI-LVA-F见序列表中的序列11，cI-LVA-R见序列表中的序列12。

50μl的PCR体系如下表：

成分	体积
		2×Q5酶混合液	25μl
ddH<sub>2</sub>O	22.5μl
		前引物cI-LVA-F(10μM)	1μl
后引物cI-LVA-R(10μM)	1μl
		pDawn质粒(0.1μM)	0.5μl
总量	50μl

PCR条件：

(4)重组质粒的吉布森连接：

设计体系如下：

2×gibson master buffer	5μl
		cI-LVA片段(20ng/μl))	1μl
csgA片段(40ng/μl)	1μl
		线性化质粒(40ng/μl)	3μl
总量	10μl

吉布森连接(50℃)放置一小时，将连接产物转入DH5α感受态(购自康为世纪生物有限公司，货号为CW0808S))，之后把菌均匀涂布在含有氯霉素抗性的LB平板(配制方法：每100ml去离子水中加2.5g的LB和1.5g琼脂，120℃灭菌20min，然后加入100微升的34mg/mL的氯霉素，倒入培养皿中凝固后保存在4℃冰箱备用。)上并37℃恒温培养12小时，之后通过验证细菌是否可在含有氯霉素抗性的平板存活以及金唯智生物技术公司(苏州)测序筛选出含有目的序列的菌株，由此获得pDawn-cmR-csgA-His质粒，序列见序列表中的序列4。

基因序列通过酶切和测序进行验证，质粒图谱如图13所示。最后将pDawn-cmR-csgA-His的质粒通过42℃热激转化的方式转入敲除csgA的大肠杆菌中，从而得到工程化光控分泌CsgA-His的大肠杆菌，即工程化光控诱导分泌CsgA-His的大肠杆菌。

利用工程生物膜组装和固定纳米结构的方法：采用与实施例1中步骤1和2相同的方法合成具有Co-NTA配体的CdSeS@ZnS量子点，配制不含四环素的M63培养基，工程化光控诱导分泌CsgA-His的大肠杆菌37℃培养过夜，取1mL离心并重悬于1mL不含四环素的M63培养基中，得到大肠杆菌种子液(1.2×10⁹cfu/mL)，然后按照1∶100的体积比例(大肠杆菌种子液：不含四环素的M63培养基)加入不含四环素的M63培养基中，具有Co-NTA配体的CdSeS@ZnS量子点水溶液(浓度为500nmol/mL)按照1∶10的体积比例(量子点水溶液：M63培养基)加入，涡旋混匀。将其加入培养皿中，培养皿底部盖上一层有图案的黑纸，其他部分用铝箔纸包裹，置于30℃培养箱，在将工程化的大肠杆菌种子液和具有金属-NTA配体的纳米物件共培养的同时，培养皿底部通过蓝光LED灯照射进行光控诱导，维持光照强度约为500μw/cm²，静置培养24h，进行纳米结构的空间布阵，得到基于纳米物件修饰的生物膜。弃去其他培养基，然后利用化学发光成像系统，在紫外照射模式下进行扫描，利用红色模式来显示。

如图5所示，在蓝光的诱导条件下，生物膜的分泌是黑暗条件下的5倍。因此可以用于光控的图案化，首先利用0.45mm的注射器针头在黑纸上扎出相应的正方形、三角星、五角星和上科大校徽，然后采用上述方法进行生物膜的生长。得到了简单的正方形和三角形，接下来得到了稍微复杂的三角形，最后成功图案化了上科大的校徽。

实施例4

环境污染物对硝基苯酚的还原：

人类的生产活动产生了大量的污染，如何安全快速的进行污染物的清除对于人类的生存环境非常重要。因此本发明开发了基于纳米物件修饰的生物膜作为催化剂，然后进行了相应的污染物清除的应用。本发明发现，生物膜的存在可以用于固定纳米物件，使用之后可以对纳米物件进行回收，避免二次污染。

对硝基苯酚是环境中常见的污染物，如何进行污染物的消除非常重要。而金纳米颗粒可以作为催化剂利用硼氢化钠将其还原。在还原过程中，催化剂的回收和催化剂的固定非常重要。本发明基于生物膜锚定的金纳米颗粒作为催化剂，实现了对硝基苯酚的还原。本发明的生物膜可以重复使用，而且在5个循环之内看不到降解效率的降低。同时，本发明的生物膜体系是可以再生的，只要不停的加入大肠杆菌的种子和金纳米颗粒，就可以源源不断地产生功能化的生物膜以用于对硝基苯酚的降解。

利用工程生物膜组装和固定纳米结构的方法：采用与实施例1中步骤1和2相同的方法合成含有Co-NTA的金纳米颗粒，将工程化分泌CsgA-His的大肠杆菌在LB培养基中37℃过夜培养。取1mL所得的培养液，离心并重悬于1mL的M63培养基中，得到大肠杆菌种子液(1.2×10⁹cfu/mL)，然后将大肠杆菌种子液按1∶100的体积比例(大肠杆菌种子液：M63培养基)加入到M63培养基中，然后按1∶10的体积比例(纳米颗粒水溶液：M63培养基)在M63培养基中加入含有Co-NTA的金纳米颗粒水溶液(浓度为500nmol/mL)，分别加入到12孔板中进行金纳米颗粒负载的生物膜的培养，30℃培养箱培养48h，弃去上清并用去离子水洗2遍，得到基于纳米物件修饰的生物膜。

将所得的基于纳米物件修饰的生物膜用于降解对硝基苯酚：2mL的去离子水、600μL的0.1M的NaBH₄和200μL的1mM的对硝基苯酚加入到12孔板的孔中。每过10min中检测一次紫外可见吸收曲线，通过400nm处的吸光度来判断对硝基苯酚的还原过程。如图6所示，6nm的金纳米颗粒催化效果优于8nm的金纳米颗粒，而且通过将其负载于多面空心球，可以进行可循环的催化。TEM、HAADF、HRTEM和EDS成像表征可以看出其晶格结构一样，只是在尺寸方面不同。从图7中可以看出，催化反应之后，金纳米颗粒仍然紧密的负载于生物膜上，这对于催化剂的回收非常有利。

实施例5

有机染料的降解：

本发明生存的环境中有很多污染物，其中一部分就是有机染料。很多产业都会产生大量的有机染料，所以一种高效且可以规模化的降解有机染料的方法就显得尤为重要。利用光能降解有机染料是一种绿色清洁且成本较低的方法。它利用自然界中光这一可再生能源，由于量子点在光照条件下会产生电子空穴对，而有些量子点比如CdZnS，它的空穴具有强氧化性。因此这些光照产生的空穴就可以将有机染料氧化，从而达到降解染料的目的。

本发明将合成好的Cd_0.9Zn_0.1S量子点通过以上方法将其绑定到生物膜上，并观察这一混合体系对于染料的降解能力。本发明以甲基橙和刚果红作为研究对象，发现生物膜绑定之后的量子点具有更好的降解能力。

利用工程生物膜组装和固定纳米结构的方法：按照实施例1中步骤1和步骤2所述的方法合成具有Ni-NTA配体的Cd_0.9Zn_0.1S量子点，将(400微升，浓度为0.6mM，溶剂为PBS缓冲液)过量的具有Ni-NTA配体的Cd_0.9Zn_0.1S量子点与(30μL浓度为1.2×10⁹cfu/mL)工程化分泌CsgA-His生物膜的大肠杆菌在3ml的M63培养基中混合，30℃培养三天，取走上清溶液，得到基于具有Ni-NTA配体的Cd_0.9Zn_0.1S的量子点修饰的生物膜。

将所得的基于纳米物件修饰的生物膜用于降解刚果红：在基于纳米物件修饰的生物膜中加入3ml PBS缓冲液和60μL的800mg/L的刚果红溶液。静置20分钟，然后用氙灯(中教金源CEL-HXF300，光强：15A)照射，每隔20min将平板放于酶标仪(Cary 5000(Agilent))中检测496nm处的吸光度。

利用工程生物膜组装和固定纳米结构的方法：按照实施例1中步骤1和步骤2所述的方法合成具有Ni-NTA配体的Cd_0.9Zn_0.1S量子点溶液，将工程化分泌CsgA-His的大肠杆菌在M63培养液中30℃培养三天，倒去上清，将培养皿壁上的菌用刀片刮下来悬浮于PBS缓冲液中(体积相当于培养液的0.1倍)，得到含有生物膜的溶液。取10ml含有生物膜的溶液(1.4×10⁹cfu/mL)与5ml(浓度为0.6mM，溶剂为PBS缓冲液)具有Ni-NTA配体的Cd_0.9Zn_0.1S量子点溶液混合，用PBS溶液稀释到24ml，搅拌30分钟，得到基于具有Ni-NTA配体的Cd_0.9Zn_0.1S的量子点修饰的生物膜。

将所得的基于纳米物件修饰的生物膜用于降解甲基橙：在所得的基于纳米物件修饰的生物膜中加入1ml的250mg/L的甲基橙溶液。将其置于石英玻璃器皿中，然后用氙灯(中教金源CEL-HXF300，光强：15A)照射，每隔20min取3ml反应液，5000g离心三分钟，取上清并检测464nm(CYTATION(BioTek))处的吸光度。

将于具有Ni-NTA配体的Cd_0.9Zn_0.1S的量子点修饰的生物膜分别用来降解甲基橙(上图)和刚果红(下图)的结果如图8所示。

实施例6

功能化生物膜作为pH传感器：

量子点在不同的pH条件下荧光的淬灭程度不一样，所以通过监控其荧光强度就可以监控周围的pH变化。使用生物膜，可以将量子点进行固定，防止其泄露造成的污染。本发明使用功能化的生物膜对pH进行了监控，发现对于4以下的，其荧光强度降低较为明显，而在碱性条件下，荧光强度则不会降低。

利用工程生物膜组装和固定纳米结构的方法：按照实施例1中步骤1和2记载的方法合成具有Co-NTA配体的CdSeS@ZnS量子点，工程化分泌CsgA-His的大肠杆菌，LB培养基中37℃过夜培养。取1mL所得培养液，离心并重悬于1mL的M63培养基中，得到大肠杆菌种子液(1.2×10⁹cfu/mL)，然后按1∶100的体积比例(大肠杆菌种子液：M63培养基)往M63培养基中加入大肠杆菌种子液，然后按1∶10的体积比例(量子点水溶液：M63培养基)在M63培养基中加入红色的具有Co-NTA配体的CdSeS@ZnS量子点水溶液(浓度为500nmol/mL)，然后在培养基的底部或者溶液中加入碳纸，30℃培养箱培养48h，培养时利用大肠杆菌生物膜对碳纸表面的固有粘附力，在碳纸表面进行CdSeS@ZnS量子点的组装和固定，得到固定在碳纸表面的基于CdSeS@ZnS量子点修饰的生物膜，然后取出相应的材料并用PBS进行洗涤。

将所得的碳纸剪成0.4×0.4cm的小块，置于96孔板，然后加入不同pH的200μL的PBS溶液，利用酶标仪检测620nm的发射峰的荧光强度随时间的变化曲线，每5min记录一次数据，然后取225min时的数据作荧光强度随pH的变化曲线。从图9中可以看出，荧光强度不会发生突变，而是会逐渐降低，本发明取稳定时刻的荧光强度，对pH作曲线。此方法可以用于微环境下测量pH的变化。

实施例7

对电极材料进行修饰

对电极材料进行修饰可以改变电极的性质，同时提供接触面以利于电子的传递，可以用来进行电化学方面的应用，如电催化还原CO₂，电催化产氢，抑或是电催化产生乙醇等能源方面的应用。

本发明开发的这一方法也可以将不同的纳米颗粒绑定到电极材料上，比如说碳纸上。传统的方法是通过高温烧结，使用导电性胶水或者是直接电还原的方法修饰电极，但是这些方法会有破坏纳米颗粒表面结构，掩埋表面活性位点，胶水粘附性减弱导致的纳米颗粒脱落，或者直接形成一层膜导致比表面积的降低等问题，而本发明开发的方法可以有效避免传统的电极修饰法的问题。

分泌CsgA-His的大肠杆菌，LB培养基中37℃过夜培养。取1mL所得的培养液，离心并重悬于1mL不含四环素的M63培养基中，得到大肠杆菌种子液(1.2×10⁹cfu/mL)，然后按1∶100的体积比例(大肠杆菌种子液：M63培养基)往不含四环素M63培养基中加入大肠杆菌种子液，然后在培养基的底部或者溶液中加入碳纸，30℃培养箱培养48h，然后取出相应的材料并用PBS缓冲液进行洗涤，如图10中的a图所示。

分泌CsgA-His的大肠杆菌，LB培养基中37℃过夜培养。取1mL所得的培养液，离心并重悬于1mL含四环素的M63培养基中，得到大肠杆菌种子液(1.2×10⁹cfu/mL)，然后按1∶100的体积比例(大肠杆菌种子液：M63培养基)往含四环素M63培养基中加入大肠杆菌种子液，然后在培养基的底部或者溶液中加入碳纸，30℃培养箱培养48h，然后取出相应的材料并用PBS缓冲液进行洗涤，如图10中的b图所示。

利用工程生物膜组装和固定纳米结构的方法：按照实施例1的步骤1和2的方法合成的具有Co-NTA配体的6nm、8nm金纳米颗粒、CdSeS@ZnS量子点和Cd_0.9Zn_0.1S量子点；分泌CsgA-His的大肠杆菌，LB培养基中37℃过夜培养。取1mL所得的培养液，离心并重悬于1mL含四环素的M63培养基中，得到大肠杆菌种子液(1.2×10⁹cfu/mL)，然后按1∶100的体积比例(大肠杆菌种子液：M63培养基)往含四环素M63培养基中加入大肠杆菌种子液，然后按1∶10的体积比例(纳米物件水溶液：M63培养基)在M63培养基中分别加入具有Co-NTA配体的6m、8nm金纳米颗粒、CdSeS@ZnS量子点和Cd_0.9Zn_0.1S量子点水溶液(浓度为500nmol/mL)，然后在培养基的底部或者溶液中加入碳纸作为模具，30℃培养箱培养48h，然后取出相应的材料并用PBS缓冲液进行洗涤，得到固定在碳纸表面的基于纳米物件修饰的生物膜。

图10所示为将碳纸上修饰有生物膜和不同纳米颗粒的SEM图。a图为没有加诱导剂四环素的；b图为加诱导剂四环素的；c，d图分别为生物膜上绑定6nm，8nm金纳米颗粒的；e，f图分别为绑定有CdSeS@ZnS和Cd_0.9Zn_0.1S量子点的。这一电极修饰的方法可以做到规模化，多样化。

实施例8

利用其制作柔性导电装置：

现代社会个性化需求逐渐增加，对于柔性器件的需求越来越大。目前在柔性电子器件方面有了很多方面的尝试，但是还是需要复杂的操作和工艺。因此本发明发展的平台有发展柔性器件的潜质，本发明利用生物膜的强力负载将纳米物件负载在了聚酯纤维上，并成功制备了柔性导电纤维。

利用工程生物膜组装和固定纳米结构的方法：按照实施例1的步骤1和2的方法合成的具有Co-NTA配体的6nm的金纳米颗粒，工程化分泌CsgA-His的大肠杆菌，LB培养基中37℃过夜培养。取1mL所得的培养液，离心并重悬于1mL含四环素的M63培养基中，得到大肠杆菌种子液(1.2×10⁹cfu/mL)，然后按1∶100的体积比例(大肠杆菌种子液：M63培养基)往含四环素的M63培养基中加入大肠杆菌种子液，然后按1∶10的体积比例在M63培养基中分别加入具有Co-NTA配体的6nm的金纳米颗粒的水溶液(浓度为500nmol/mL)，然后在培养基中加入聚酯纤维作为模具，30℃培养箱培养48h，然后取出并用去离子水清洗，氮气流下吹干，得到固定在聚酯纤维的表面的基于金纳米颗粒修饰的生物膜。

将所得的基于金纳米颗粒修饰的生物膜用于制作导电装置：将聚酯纤维置于50mL的离心管中，然后加入20mL氯金酸(50mg/mL)和羟胺(20mg/mL)的水溶液，室温反应20min，取出聚酯纤维，去离子水清洗，氮气流下吹干，然后将其置于两段导线之间，发现LED灯被点亮，如图11中所示。

实施例9

利用量子点负载进行产氢

氢气作为非常有前景的能源材料，如何简单进行氢气的产生非常重要。量子点作为很好的光敏材料，可以利用其光照产生的电子进行氢气的产生。

利用工程生物膜组装和固定纳米结构的方法：按照实施例1中步骤1和2的方法合成具有Ni-NTA配体的Cd_0.9Zn_0.1S量子点，将工程化分泌CsgA-His生物膜的大肠杆菌在M63培养液中30℃培养三天，(弃去上清，将细菌从器壁上刮下来)，然后悬浮在PBS缓冲液中(体积相当于培养液的0.1倍)，得到含有生物膜的溶液。取4ml含有生物膜的溶液(含大肠杆菌1.4×10⁹cfu/mL)与2ml(0.6mM，PBS缓冲液)具有Ni-NTA配体的Cd_0.9Zn_0.1S量子点溶液(浓度为500nmol/mL)混合，得到基于纳米物件修饰的生物膜。加入5ml 0.4g/ml的抗坏血酸的PBS溶液(pH＝10)。最后混合溶液用PBS缓冲液稀释到14ml。

将所得的基于纳米物件修饰的生物膜作为催化剂用于生产氢气：将上述溶液加入反应器中边搅拌边用光照射。将电极插入溶液中实时检测氢气的产量。氢气检测电极型号Unisense H₂-N，结果如图12所示。

实施例10

在柔性织物或者纸张上进行功能性颗粒涂层负载，在可穿戴设备和柔性智能材料有潜在的用途：

本发明成功地将红色的CdSeS@ZnS量子点负载到纸上和聚酯纤维等柔性材料表面，可以发展柔性的器件。另外本发明还可以将量子点负载于常用的柔性电子的基底材料PET上，方法简单，高效。另外，本发明可以将不同的纳米材料共同绑定到生物膜上，形成一个具有纳米组装结构的复合材料。用于绑定牢靠，而且需要的涂层材料很少，这些特征加以利用可以被用来制造可穿戴的智能材料。

利用工程生物膜组装和固定纳米结构的方法：

按照实施例1中步骤1和2的方法合成具有Co-NTA配体的CdSeS@ZnS量子点，工程化分泌CsgA-His的大肠杆菌，LB培养基中37℃过夜培养。取1mL所得的培养液，离心并重悬于1mL含四环素的M63培养基中，得到大肠杆菌种子液(1.2×10⁹cfu/mL)，然后按1∶100的体积比例(大肠杆菌种子液：M63培养基)往含四环素的M63培养基中加入大肠杆菌种子液，然后按1∶10的体积比例(量子点水溶液：M63培养基)在M63培养基中分别加入具有Co-NTA配体的CdSeS@ZnS量子点的水溶液(浓度为500nmol/mL)，然后在培养基中加入聚酯纤维、纸和PET基板作为模具，30℃培养箱培养48h，然后取出相应的材料并用PBS缓冲液进行洗涤并晾干，然后在350nm紫外光的照射下进行拍照。

图22为红色的CdSeS@ZnS量子点负载于各种柔性基底示意图，培养后得到固定在上述模具表面的基于纳米物件修饰的生物膜，可用于制作可穿戴设备或柔性智能材料。

<110>上海科技大学

<120>利用工程生物膜组装和固定纳米结构的方法及其应用

<160> 1

<210> 1

<211> 498

<212> DNA

<213>人工序列

<400> 1

1 ATGAAACTTT TAAAAGTAGC AGCAATTGCA GCAATCGTAT TCTCCGGTAG CGCTCTGGCA

61 GGTGTTGTTC CTCAGTACGG CGGCGGCGGT AACCACGGTG GTGGCGGTAA TAATAGCGGC

121 CCAAATCACC ATCACCATCA CCACCATTCT GAGCTGAACA TTTACCAGTA CGGTGGCGGT

181 AACTCTGCAC TTGCTCTGCA AACTGATGCC CGTAACTCTG ACTTGACTAT TACCCAGCAT

241 GGCGGCGGTA ATGGTGCAGA TGTTGGTCAG GGCTCAGATG ACAGCTCAAT CGATCTGACC

301 CAACGTGGCT TCGGTAACAG CGCTACTCTT GATCAGTGGA ACGGCAAAAA TTCTGAAATG

361 ACGGTTAAAC AGTTCGGTGG TGGCAACGGT GCTGCAGTTG ACCAGACTGC ATCTAACTCC

421 TCCGTCAACG TGACTCAGGT TGGCTTTGGT AACAACGCGA CCGCTCATCA GTACCACCAT

481 CACCATCACC ACCATTAA

<210>2

<211> 660

<212> DNA

<213>人工序列

<400> 1

1 ATGGAGAAAA AAATCACTGG ATATACCACC GTTGATATAT CCCAATGGCA TCGTAAAGAA

61 CATTTTGAGG CATTTCAGTC AGTTGCTCAA TGTACCTATA ACCAGACCGT TCAGCTGGAT

121 ATTACGGCCT TTTTAAAGAC CGTAAAGAAA AATAAGCACA AGTTTTATCC GGCCTTTATT

181 CACATTCTTG CCCGCCTGAT GAATGCTCAT CCGGAATTCC GTATGGCAAT GAAAGACGGT

241 GAGCTGGTGA TATGGGATAG TGTTCACCCT TGTTACACCG TTTTCCATGA GCAAACTGAA

301 ACGTTTTCAT CGCTCTGGAG TGAATACCAC GACGATTTCC GGCAGTTTCT ACACATATAT

361 TCGCAAGATG TGGCGTGTTA CGGTGAAAAC CTGGCCTATT TCCCTAAAGG GTTTATTGAG

421 AATATGTTTT TCGTCTCAGC CAATCCCTGG GTGAGTTTCA CCAGTTTTGA TTTAAACGTG

481 GCCAATATGG ACAACTTCTT CGCCCCCGTT TTCACCATGG GCAAATATTA TACGCAAGGC

541 GACAAGGTGC TGATGCCGCT GGCGATTCAG GTTCATCATG CCGTCTGTGA TGGCTTCCAT

601 GTCGGCAGAA TGCTTAATGA ATTACAACAG TACTGCGATG AGTGGCAGGG CGGGGCGTAA

<210>3

<211> 7057

<212> DNA

<213>人工序列

<400> 1

1 TGGCGAATGG GACGCGCCCT GTAGCGGCGC ATTAAGCGCG GCGGGTGTGG TGGTTACGCG

61 CAGCGTGACC GCTACACTTG CCAGCGCCCT AGCGCCCGCT CCTTTCGCTT TCTTCCCTTC

121 CTTTCTCGCC ACGTTCGCCG GCTTTCCCCG TCAAGCTCTA AATCGGGGGC TCCCTTTAGG

181 GTTCCGATTT AGTGCTTTAC GGCACCTCGA CCCCAAAAAA CTTGATTAGG GTGATGGTTC

241 ACGTAGTGGG CCATCGCCCT GATAGACGGT TTTTCGCCCT TTGACGTTGG AGTCCACGTT

301 CTTTAATAGT GGACTCTTGT TCCAAACTGG AACAACACTC AACCCTATCT CGGTCTATTC

361 TTTTGATTTA TAAGGGATTT TGCCGATTTC GGCCTATTGG TTAAAAAATG AGCTGATTTA

421 ACAAAAATTT AACGCGAATT TTAACAAAAT ATTAACGTTT ACAATTTCAG GTGGCACTTT

481 TCGGGGAAAT GTGCGCGGAA CCCCTATTTG TTTATTTTTC TAAATACATT CAAATATGTA

541 TCCGCTCATG AATTAATTCT TACGCCCCGC CCTGCCACTC ATCGCAGTAC TGTTGTAATT

601 CATTAAGCAT TCTGCCGACA TGGAAGCCAT CACAGACGGC ATGATGAACC TGAATCGCCA

661 GCGGCATCAG CACCTTGTCG CCTTGCGTAT AATATTTGCC CATGGTGAAA ACGGGGGCGA

721 AGAAGTTGTC CATATTGGCC ACGTTTAAAT CAAAACTGGT GAAACTCACC CAGGGATTGG

781 CTGAGACGAA AAACATATTC TCAATAAACC CTTTAGGGAA ATAGGCCAGG TTTTCACCGT

841 AACACGCCAC ATCTTGCGAA TATATGTGTA GAAACTGCCG GAAATCGTCG TGGTATTCAC

901 TCCAGAGCGA TGAAAACGTT TCAGTTTGCT CATGGAAAAC GGTGTAACAA GGGTGAACAC

961 TATCCCATAT CACCAGCTCA CCGTCTTTCA TTGCCATACG GAATTCCGGA TGAGCATTCA

1021 TCAGGCGGGC AAGAATGTGA ATAAAGGCCG GATAAAACTT GTGCTTATTT TTCTTTACGG

1081 TCTTTAAAAA GGCCGTAATA TCCAGCTGAA CGGTCTGGTT ATAGGTACAT TGAGCAACTG

1141 ACTGAAATGC CTCAAAATGT TCTTTACGAT GCCATTGGGA TATATCAACG GTGGTATATC

1201 CAGTGATTTT TTTCTCCATA ACACCCCTTG TATTACTGTT TATGTAAGCA GACAGTTTTA

1261 TTGTTCATGA CCAAAATCCC TTAACGTGAG TTTTCGTTCC ACTGAGCGTC AGACCCCGTA

1321 GAAAAGATCA AAGGATCTTC TTGAGATCCT TTTTTTCTGC GCGTAATCTG CTGCTTGCAA

1381 ACAAAAAAAC CACCGCTACC AGCGGTGGTT TGTTTGCCGG ATCAAGAGCT ACCAACTCTT

1441 TTTCCGAAGG TAACTGGCTT CAGCAGAGCG CAGATACCAA ATACTGTCCT TCTAGTGTAG

1501 CCGTAGTTAG GCCACCACTT CAAGAACTCT GTAGCACCGC CTACATACCT CGCTCTGCTA

1561 ATCCTGTTAC CAGTGGCTGC TGCCAGTGGC GATAAGTCGT GTCTTACCGG GTTGGACTCA

1621 AGACGATAGT TACCGGATAA GGCGCAGCGG TCGGGCTGAA CGGGGGGTTC GTGCACACAG

1681 CCCAGCTTGG AGCGAACGAC CTACACCGAA CTGAGATACC TACAGCGTGA GCTATGAGAA

1741 AGCGCCACGC TTCCCGAAGG GAGAAAGGCG GACAGGTATC CGGTAAGCGG CAGGGTCGGA

1801 ACAGGAGAGC GCACGAGGGA GCTTCCAGGG GGAAACGCCT GGTATCTTTA TAGTCCTGTC

1861 GGGTTTCGCC ACCTCTGACT TGAGCGTCGA TTTTTGTGAT GCTCGTCAGG GGGGCGGAGC

1921 CTATGGAAAA ACGCCAGCAA CGCGGCCTTT TTACGGTTCC TGGCCTTTTG CTGGCCTTTT

1981 GCTCACATGT TCTTTCCTGC GTTATCCCCT GATTCTGTGG ATAACCGTAT TACCGCCTTT

2041 GAGTGAGCTG ATACCGCTCG CCGCAGCCGA ACGACCGAGC GCAGCGAGTC AGTGAGCGAG

2101 GAAGCGGAAG AGCGCCTGAT GCGGTATTTT CTCCTTACGC ATCTGTGCGG TATTTCACAC

2161 CGCATATATG GTGCACTCTC AGTACAATCT GCTCTGATGC CGCATAGTTA AGCCAGTATA

2221 CACTCCGCTA TCGCTACGTG ACTGGGTCAT GGCTGCGCCC CGACACCCGC CAACACCCGC

2281 TGACGCGCCC TGACGGGCTT GTCTGCTCCC GGCATCCGCT TACAGACAAG CTGTGACCGT

2341 CTCCGGGAGC TGCATGTGTC AGAGGTTTTC ACCGTCATCA CCGAAACGCG CGAGGCAGCT

2401 GCGGTAAAGC TCATCAGCGT GGTCGTGAAG CGATTCACAG ATGTCTGCCT GTTCATCCGC

2461 GTCCAGCTCG TTGAGTTTCT CCAGAAGCGT TAATGTCTGG CTTCTGATAA AGCGGGCCAT

2521 GTTAAGGGCG GTTTTTTCCT GTTTGGTCAC TGATGCCTCC GTGTAAGGGG GATTTCTGTT

2581 CATGGGGGTA ATGATACCGA TGAAACGAGA GAGGATGCTC ACGATACGGG TTACTGATGA

2641 TGAACATGCC CGGTTACTGG AACGTTGTGA GGGTAAACAA CTGGCGGTAT GGATGCGGCG

2701 GGACCAGAGA AAAATCACTC AGGGTCAATG CCAGCGCTTC GTTAATACAG ATGTAGGTGT

2761 TCCACAGGGT AGCCAGCAGC ATCCTGCGAT GCAGATCCGG AACATAATGG TGCAGGGCGC

2821 TGACTTCCGC GTTTCCAGAC TTTACGAAAC ACGGAAACCG AAGACCATTC ATGTTGTTGC

2881 TCAGGTCGCA GACGTTTTGC AGCAGCAGTC GCTTCACGTT CGCTCGCGTA TCGGTGATTC

2941 ATTCTGCTAA CCAGTAAGGC AACCCCGCCA GCCTAGCCGG GTCCTCAACG ACAGGAGCAC

3001 GATCATGCGC ACCCGTGGGG CCGCCATGCC GGCGATAATG GCCTGCTTCT CGCCGAAACG

3061 TTTGGTGGCG GGACCAGTGA CGAAGGCTTG AGCGAGGGCG TGCAAGATTC CGAATACCGC

3121 AAGCGACAGG CCGATCATCG TCGCGCTCCA GCGAAAGCGG TCCTCGCCGA AAATGACCCA

3181 GAGCGCTGCC GGCACCTGTC CTACGAGTTG CATGATAAAG AAGACAGTCA TAAGTGCGGC

3241 GACGATAGTC ATGCCCCGCG CCCACCGGAA GGAGCTGACT GGGTTGAAGG CTCTCAAGGG

3301 CATCGGTCGA GATCCCGGTG CCTAATGAGT GAGCTAACTT ACATCAATTG TCAATCGTTG

3361 AGCATGCCGG CGCGCATCGC GAGGCGAACC AGCTCCGAAA GGCTGTTGGC CTGCATCTTG

3421 GTCATGACGT TGGCCCGATA CACCTCGATG GTGCGCGGGC TGATGTCGTA CTCGCGGGCG

3481 ATCAGCTTGT TGGAAAGGCC GGCGATCAGC CCTTCCATGA CCTGGCGCTC CCTGGGGCTC

3541 AACGAGGCGA CGCGGGCGGC GATATCCTGC GCGACGGCCT CGCTCTTGGC GGCCGGCTCG

3601 GCCTGGCGGA TCGCCGATTC GATCATGGCG GTGAGGCGGT CGTCCTCGAA AGGCTTTTCC

3661 AGAAAGTCCA CCGCCCCTAA CTTCATCGCC TCGACCGCGA GCGGCACGTC GCCGTGACCG

3721 GTCATGATGA GGATCGGAAA GGGGCTTTGC TGCGCCTTCA TCCGCTTCAA CAGCTCGATG

3781 CCGTCAAGGC CCGGCATGCG CACGTCGGAG ACGACGCAGC CGAAGGAGAG ACCCGGCAGG

3841 GCGTCGAGAA AGGCTTGCGC GTCGTCAAAC AGCGTGACGC CGAAGCCGGC AGAATCCAGC

3901 AGGAAATTCA GCGAATCCCG CATCGCCGCG TCGTCGTCGA TGACGTAGAT ATGTCCCTTG

3961 GTCGTCATGC TAGACCTCCT ATCATCTCGT CGGCTGCCGG GAGGGTGAAG CGGAAGGTCG

4021 CCCCGCCCGA TGCGTTGCTC TCGGCCCACA TGCGCCCGCC GTGAGCTTCG ATGATCGAGC

4081 GGCTGATGGA CAGTCCCACG CCCATGCCGG TGTCCTTGGT GGTGAAGAAA GTCTGAAACA

4141 GGTTCGGAAT GACGTCGTCC TGGAAACCGC TGCCGGTGTC GGACACTTCG ACCTCGATCA

4201 TGTCGTCGGC GGCGGGGGTG TTGGTGACGA CGAGCTCGCG TCGCTGCGAC TGAGCCATCG

4261 CTTCCAGCGC GTTGCGGAAC AGGTTGACCA GGACCTGCTG GATCTGCACC CGGTCGGCGA

4321 GAACGAGATC GGCGCCCGGA TCGAGACTGA AGCGGAGCTG CACGTTCTGC TCGCGCGCGC

4381 CGGCAAGCCC GAGCGCGCCG GCCTCCTCGA TCAGCTTGGA GAGACTCTCG ACCCGCTTCT

4441 CCGATTCGCC GCGGGCAACG AAGTCGCGCA GGCGCCGGAT GATCTGGCCG GCGCGCAGCG

4501 CCTGCTCGGC GGCGCGGTCC AGGGCGCTTT CGACCTTCGG TGTGTTCGGA TCACTGCTGC

4561 CGGCAAGCAG CCGCCGCGAG CCCTTCATGT AGTTGCTGAT CGCCGCCAGC GGCTGGTTGA

4621 GCTCGTGCGC GAGCGCGGAC GCCATTTCGC CCATGGCGCT CAGCCTGGAG ACGTGGACGA

4681 GCTCGGATTG CAGTTCCTGG AGGCGCGCCT GGGTCTGCTG GTGCTCGGTG ATATCATTCT

4741 GAATACCGAC AAAATACGTT TTATCCTCTA TTTCCATTGG ATCAATATTT AATTCATTCC

4801 AGAACATCGT TCCGTCTTTT TTGTAGTTTT GGATCTGAAC GGTGACCGGT TCTTTATTTT

4861 GTAAAGCGGT TCTGATGTTG TCCACTTCTG CAGGATCTGT GTGTTTCCCC TGTAAGAAGC

4921 GACAGTTCTT TCCTAAAATT TCCTCGGTCT CGTAGCCGGT CATTTGAACA AAGCCTTGAT

4981 TTACGTAGAC AATAGGATTA TCTTCAAGTG CGGGATCTGT AATTACCACA CCGACTCGCA

5041 CGTGATCAAG TGCTTTTTTG ATGACTTCCA GCTGTCCTGG TATCCCAAAT GATTGAAAAC

5101 TAGCCACATT CACCACCCTC AATTGACTCT CTTCCGGGCG CTATCATGCC ATACCGCGAA

5161 AGGTTTTGCA CCATTCGATG GTGTCCGGGA TCTCGACGCT CTCCCTTATG CGACTCCTGC

5221 ATTAGGAAGC AGCCCAGTAG TAGGTTGAGG CCGTTGAGCA CCGCCGCCGC AAGGAATGGT

5281 GCATGCAAGG AGATGGCGCC CAACAGTCCC CCGGCCACGG GGCCTGCCAC CATACCCACG

5341 CCGAAACAAG CGCTCATGAG CCCGAAGTGG CGAGCCCGAT CTTCCCCATC GGTGATGTCG

5401 GCGATATAGG CGCCAGCAAC CGCACCTGTG GCGCCGGTGA TGCCGGCCAC GATGCGTCCG

5461 GCGTAGAGGA TCGAGATCTA CGCCCGTGAT CCTGATCACC GGCTATCCGG ACGAAAACAT

5521 CTCGACCCGG GCCGCCGAGG CCGGCGTAAA AGACGTGGTT TTGAAGCCGC TTCTCGACGA

5581 AAACCTGCTC AAGCGTATCC GCCGCGCCAT CCAGGACCGG CCTCGGGCAT GACCTACGGG

5641 GTTCTACGTA AGGCACCCCC CTTAAGATAT CGCTCGAAAT TTTCGAACCT CCCGATACCG

5701 CGTACCAATG CGTCATCACA ACGGAGTCTA GAAAAGAGGA GAAATACTAG ATGAGCACAA

5761 AAAAGAAACC ATTAACACAA GAGCAGCTTG AGGACGCACG TCGCCTTAAA GCAATTTATG

5821 AAAAAAAGAA AAATGAACTT GGCTTATCCC AGGAATCTGT CGCAGACAAG ATGGGGATGG

5881 GGCAGTCAGG CGTTGGTGCT TTATTTAATG GCATCAATGC ATTAAATGCT TATAACGCCG

5941 CATTGCTTGC AAAAATTCTC AAAGTTAGCG TTGAAGAATT TAGCCCTTCA ATCGCCAGAG

6001 AAATCTACGA GATGTATGAA GCGGTTAGTA TGCAGCCGTC ACTTAGAAGT GAGTATGAGT

6061 ACCCTGTTTT TTCTCATGTT CAGGCAGGGA TGTTCTCACC TGAGCTTAGA ACCTTTACCA

6121 AAGGTGATGC GGAGAGATGG GTAAGCACAA CCAAAAAAGC CAGTGATTCT GCATTCTGGC

6181 TTGAGGTTGA AGGTAATTCC ATGACCGCAC CAACAGGCTC CAAGCCGAGC TTTCCTGACG

6241 GAATGTTAAT TCTCGTTGAC CCTGAGCAGG CTGTTGAGCC AGGTGATTTC TGCATAGCCA

6301 GACTTGGGGG TGATGAGTTT ACCTTCAAGA AACTGATCAG GGATAGCGGT CAGGTGTTTT

6361 TACAACCACT AAACCCACAG TACCCAATGA TCCCATGCAA TGAGAGTTGT TCCGTTGTGG

6421 GGAAAGTTAT CGCTAGTCAG TGGCCTGAAG AGACGTTTGG CGCTGCAAAC GACGAAAACT

6481 ACGCTTTAGT AGCTTAATAA CGCTGATAGT GCTAGTGTAG ATCGCTACTA GAGCCAGGCA

6541 TCAAATAAAA CGAAAGGCTC AGTCGAAAGA CTGGGCCTTT CGTTTTATCT GTTGTTTGTC

6601 GGTGAACGCT CTCTACTAGA GTCACACTGG CTCACCTTCG GGTGGGCCTT TCTGCGTTTA

6661 TATACTAGAG TAACACCGTG CGTGTTGACT ATTTTACCTC TGGCGGTGAT AATGGTTGCT

6721 CTAGAAATAA TTTTGTTTAA CTTTAAGAAG GAGATATACC ATGGGCAGCA GCCATCATCA

6781 TCATCATCAC AGCAGCGGCC TGGTGCCGCG CGGCAGCCAT ATGGCTAGCA TGACTGGTGG

6841 ACAGCAAATG GGTCGGATCC GAATTCGAGC TCCGTCGACA AGCTTGCGGC CGCACTCGAG

6901 CACCACCACC ACCACCACTG AGATCCGGCT GCTAACAAAG CCCGAAAGGA AGCTGAGTTG

6961 GCTGCTGCCA CCGCTGAGCA ATAACTAGCA TAACCCCTTG GGGCCTCTAA ACGGGTCTTG

7021 AGGGGTTTTT TGCTGAAAGG AGGAACTATA TCCGGAT

<210> 4

<211> 7426

<212> DNA

<213>人工序列

<400> 1

1 TGGCGAATGG GACGCGCCCT GTAGCGGCGC ATTAAGCGCG GCGGGTGTGG TGGTTACGCG

61 CAGCGTGACC GCTACACTTG CCAGCGCCCT AGCGCCCGCT CCTTTCGCTT TCTTCCCTTC

121 CTTTCTCGCC ACGTTCGCCG GCTTTCCCCG TCAAGCTCTA AATCGGGGGC TCCCTTTAGG

181 GTTCCGATTT AGTGCTTTAC GGCACCTCGA CCCCAAAAAA CTTGATTAGG GTGATGGTTC

241 ACGTAGTGGG CCATCGCCCT GATAGACGGT TTTTCGCCCT TTGACGTTGG AGTCCACGTT

301 CTTTAATAGT GGACTCTTGT TCCAAACTGG AACAACACTC AACCCTATCT CGGTCTATTC

361 TTTTGATTTA TAAGGGATTT TGCCGATTTC GGCCTATTGG TTAAAAAATG AGCTGATTTA

421 ACAAAAATTT AACGCGAATT TTAACAAAAT ATTAACGTTT ACAATTTCAG GTGGCACTTT

481 TCGGGGAAAT GTGCGCGGAA CCCCTATTTG TTTATTTTTC TAAATACATT CAAATATGTA

541 TCCGCTCATG AATTAATTCT TACGCCCCGC CCTGCCACTC ATCGCAGTAC TGTTGTAATT

601 CATTAAGCAT TCTGCCGACA TGGAAGCCAT CACAGACGGC ATGATGAACC TGAATCGCCA

661 GCGGCATCAG CACCTTGTCG CCTTGCGTAT AATATTTGCC CATGGTGAAA ACGGGGGCGA

721 AGAAGTTGTC CATATTGGCC ACGTTTAAAT CAAAACTGGT GAAACTCACC CAGGGATTGG

781 CTGAGACGAA AAACATATTC TCAATAAACC CTTTAGGGAA ATAGGCCAGG TTTTCACCGT

841 AACACGCCAC ATCTTGCGAA TATATGTGTA GAAACTGCCG GAAATCGTCG TGGTATTCAC

901 TCCAGAGCGA TGAAAACGTT TCAGTTTGCT CATGGAAAAC GGTGTAACAA GGGTGAACAC

961 TATCCCATAT CACCAGCTCA CCGTCTTTCA TTGCCATACG GAATTCCGGA TGAGCATTCA

1021 TCAGGCGGGC AAGAATGTGA ATAAAGGCCG GATAAAACTT GTGCTTATTT TTCTTTACGG

1081 TCTTTAAAAA GGCCGTAATA TCCAGCTGAA CGGTCTGGTT ATAGGTACAT TGAGCAACTG

1141 ACTGAAATGC CTCAAAATGT TCTTTACGAT GCCATTGGGA TATATCAACG GTGGTATATC

1201 CAGTGATTTT TTTCTCCATA ACACCCCTTG TATTACTGTT TATGTAAGCA GACAGTTTTA

1261 TTGTTCATGA CCAAAATCCC TTAACGTGAG TTTTCGTTCC ACTGAGCGTC AGACCCCGTA

1321 GAAAAGATCA AAGGATCTTC TTGAGATCCT TTTTTTCTGC GCGTAATCTG CTGCTTGCAA

1381 ACAAAAAAAC CACCGCTACC AGCGGTGGTT TGTTTGCCGG ATCAAGAGCT ACCAACTCTT

1441 TTTCCGAAGG TAACTGGCTT CAGCAGAGCG CAGATACCAA ATACTGTCCT TCTAGTGTAG

1501 CCGTAGTTAG GCCACCACTT CAAGAACTCT GTAGCACCGC CTACATACCT CGCTCTGCTA

1561 ATCCTGTTAC CAGTGGCTGC TGCCAGTGGC GATAAGTCGT GTCTTACCGG GTTGGACTCA

1621 AGACGATAGT TACCGGATAA GGCGCAGCGG TCGGGCTGAA CGGGGGGTTC GTGCACACAG

1681 CCCAGCTTGG AGCGAACGAC CTACACCGAA CTGAGATACC TACAGCGTGA GCTATGAGAA

1741 AGCGCCACGC TTCCCGAAGG GAGAAAGGCG GACAGGTATC CGGTAAGCGG CAGGGTCGGA

1801 ACAGGAGAGC GCACGAGGGA GCTTCCAGGG GGAAACGCCT GGTATCTTTA TAGTCCTGTC

1861 GGGTTTCGCC ACCTCTGACT TGAGCGTCGA TTTTTGTGAT GCTCGTCAGG GGGGCGGAGC

1921 CTATGGAAAA ACGCCAGCAA CGCGGCCTTT TTACGGTTCC TGGCCTTTTG CTGGCCTTTT

1981 GCTCACATGT TCTTTCCTGC GTTATCCCCT GATTCTGTGG ATAACCGTAT TACCGCCTTT

2041 GAGTGAGCTG ATACCGCTCG CCGCAGCCGA ACGACCGAGC GCAGCGAGTC AGTGAGCGAG

2101 GAAGCGGAAG AGCGCCTGAT GCGGTATTTT CTCCTTACGC ATCTGTGCGG TATTTCACAC

2161 CGCATATATG GTGCACTCTC AGTACAATCT GCTCTGATGC CGCATAGTTA AGCCAGTATA

2221 CACTCCGCTA TCGCTACGTG ACTGGGTCAT GGCTGCGCCC CGACACCCGC CAACACCCGC

2281 TGACGCGCCC TGACGGGCTT GTCTGCTCCC GGCATCCGCT TACAGACAAG CTGTGACCGT

2341 CTCCGGGAGC TGCATGTGTC AGAGGTTTTC ACCGTCATCA CCGAAACGCG CGAGGCAGCT

2401 GCGGTAAAGC TCATCAGCGT GGTCGTGAAG CGATTCACAG ATGTCTGCCT GTTCATCCGC

2461 GTCCAGCTCG TTGAGTTTCT CCAGAAGCGT TAATGTCTGG CTTCTGATAA AGCGGGCCAT

2521 GTTAAGGGCG GTTTTTTCCT GTTTGGTCAC TGATGCCTCC GTGTAAGGGG GATTTCTGTT

2581 CATGGGGGTA ATGATACCGA TGAAACGAGA GAGGATGCTC ACGATACGGG TTACTGATGA

2641 TGAACATGCC CGGTTACTGG AACGTTGTGA GGGTAAACAA CTGGCGGTAT GGATGCGGCG

2701 GGACCAGAGA AAAATCACTC AGGGTCAATG CCAGCGCTTC GTTAATACAG ATGTAGGTGT

2761 TCCACAGGGT AGCCAGCAGC ATCCTGCGAT GCAGATCCGG AACATAATGG TGCAGGGCGC

2821 TGACTTCCGC GTTTCCAGAC TTTACGAAAC ACGGAAACCG AAGACCATTC ATGTTGTTGC

2881 TCAGGTCGCA GACGTTTTGC AGCAGCAGTC GCTTCACGTT CGCTCGCGTA TCGGTGATTC

2941 ATTCTGCTAA CCAGTAAGGC AACCCCGCCA GCCTAGCCGG GTCCTCAACG ACAGGAGCAC

3001 GATCATGCGC ACCCGTGGGG CCGCCATGCC GGCGATAATG GCCTGCTTCT CGCCGAAACG

3061 TTTGGTGGCG GGACCAGTGA CGAAGGCTTG AGCGAGGGCG TGCAAGATTC CGAATACCGC

3121 AAGCGACAGG CCGATCATCG TCGCGCTCCA GCGAAAGCGG TCCTCGCCGA AAATGACCCA

3181 GAGCGCTGCC GGCACCTGTC CTACGAGTTG CATGATAAAG AAGACAGTCA TAAGTGCGGC

3241 GACGATAGTC ATGCCCCGCG CCCACCGGAA GGAGCTGACT GGGTTGAAGG CTCTCAAGGG

3301 CATCGGTCGA GATCCCGGTG CCTAATGAGT GAGCTAACTT ACATCAATTG TCAATCGTTG

3361 AGCATGCCGG CGCGCATCGC GAGGCGAACC AGCTCCGAAA GGCTGTTGGC CTGCATCTTG

3421 GTCATGACGT TGGCCCGATA CACCTCGATG GTGCGCGGGC TGATGTCGTA CTCGCGGGCG

3481 ATCAGCTTGT TGGAAAGGCC GGCGATCAGC CCTTCCATGA CCTGGCGCTC CCTGGGGCTC

3541 AACGAGGCGA CGCGGGCGGC GATATCCTGC GCGACGGCCT CGCTCTTGGC GGCCGGCTCG

3601 GCCTGGCGGA TCGCCGATTC GATCATGGCG GTGAGGCGGT CGTCCTCGAA AGGCTTTTCC

3661 AGAAAGTCCA CCGCCCCTAA CTTCATCGCC TCGACCGCGA GCGGCACGTC GCCGTGACCG

3721 GTCATGATGA GGATCGGAAA GGGGCTTTGC TGCGCCTTCA TCCGCTTCAA CAGCTCGATG

3781 CCGTCAAGGC CCGGCATGCG CACGTCGGAG ACGACGCAGC CGAAGGAGAG ACCCGGCAGG

3841 GCGTCGAGAA AGGCTTGCGC GTCGTCAAAC AGCGTGACGC CGAAGCCGGC AGAATCCAGC

3901 AGGAAATTCA GCGAATCCCG CATCGCCGCG TCGTCGTCGA TGACGTAGAT ATGTCCCTTG

3961 GTCGTCATGC TAGACCTCCT ATCATCTCGT CGGCTGCCGG GAGGGTGAAG CGGAAGGTCG

4021 CCCCGCCCGA TGCGTTGCTC TCGGCCCACA TGCGCCCGCC GTGAGCTTCG ATGATCGAGC

4081 GGCTGATGGA CAGTCCCACG CCCATGCCGG TGTCCTTGGT GGTGAAGAAA GTCTGAAACA

4141 GGTTCGGAAT GACGTCGTCC TGGAAACCGC TGCCGGTGTC GGACACTTCG ACCTCGATCA

4201 TGTCGTCGGC GGCGGGGGTG TTGGTGACGA CGAGCTCGCG TCGCTGCGAC TGAGCCATCG

4261 CTTCCAGCGC GTTGCGGAAC AGGTTGACCA GGACCTGCTG GATCTGCACC CGGTCGGCGA

4321 GAACGAGATC GGCGCCCGGA TCGAGACTGA AGCGGAGCTG CACGTTCTGC TCGCGCGCGC

4381 CGGCAAGCCC GAGCGCGCCG GCCTCCTCGA TCAGCTTGGA GAGACTCTCG ACCCGCTTCT

4441 CCGATTCGCC GCGGGCAACG AAGTCGCGCA GGCGCCGGAT GATCTGGCCG GCGCGCAGCG

4501 CCTGCTCGGC GGCGCGGTCC AGGGCGCTTT CGACCTTCGG TGTGTTCGGA TCACTGCTGC

4561 CGGCAAGCAG CCGCCGCGAG CCCTTCATGT AGTTGCTGAT CGCCGCCAGC GGCTGGTTGA

4621 GCTCGTGCGC GAGCGCGGAC GCCATTTCGC CCATGGCGCT CAGCCTGGAG ACGTGGACGA

4681 GCTCGGATTG CAGTTCCTGG AGGCGCGCCT GGGTCTGCTG GTGCTCGGTG ATATCATTCT

4741 GAATACCGAC AAAATACGTT TTATCCTCTA TTTCCATTGG ATCAATATTT AATTCATTCC

4801 AGAACATCGT TCCGTCTTTT TTGTAGTTTT GGATCTGAAC GGTGACCGGT TCTTTATTTT

4861 GTAAAGCGGT TCTGATGTTG TCCACTTCTG CAGGATCTGT GTGTTTCCCC TGTAAGAAGC

4921 GACAGTTCTT TCCTAAAATT TCCTCGGTCT CGTAGCCGGT CATTTGAACA AAGCCTTGAT

4981 TTACGTAGAC AATAGGATTA TCTTCAAGTG CGGGATCTGT AATTACCACA CCGACTCGCA

5041 CGTGATCAAG TGCTTTTTTG ATGACTTCCA GCTGTCCTGG TATCCCAAAT GATTGAAAAC

5101 TAGCCACATT CACCACCCTC AATTGACTCT CTTCCGGGCG CTATCATGCC ATACCGCGAA

5161 AGGTTTTGCA CCATTCGATG GTGTCCGGGA TCTCGACGCT CTCCCTTATG CGACTCCTGC

5221 ATTAGGAAGC AGCCCAGTAG TAGGTTGAGG CCGTTGAGCA CCGCCGCCGC AAGGAATGGT

5281 GCATGCAAGG AGATGGCGCC CAACAGTCCC CCGGCCACGG GGCCTGCCAC CATACCCACG

5341 CCGAAACAAG CGCTCATGAG CCCGAAGTGG CGAGCCCGAT CTTCCCCATC GGTGATGTCG

5401 GCGATATAGG CGCCAGCAAC CGCACCTGTG GCGCCGGTGA TGCCGGCCAC GATGCGTCCG

5461 GCGTAGAGGA TCGAGATCTA CGCCCGTGAT CCTGATCACC GGCTATCCGG ACGAAAACAT

5521 CTCGACCCGG GCCGCCGAGG CCGGCGTAAA AGACGTGGTT TTGAAGCCGC TTCTCGACGA

5581 AAACCTGCTC AAGCGTATCC GCCGCGCCAT CCAGGACCGG CCTCGGGCAT GACCTACGGG

5641 GTTCTACGTA AGGCACCCCC CTTAAGATAT CGCTCGAAAT TTTCGAACCT CCCGATACCG

5701 CGTACCAATG CGTCATCACA ACGGAGTCTA GAAAAGAGGA GAAATACTAG ATGAGCACAA

5761 AAAAGAAACC ATTAACACAA GAGCAGCTTG AGGACGCACG TCGCCTTAAA GCAATTTATG

5821 AAAAAAAGAA AAATGAACTT GGCTTATCCC AGGAATCTGT CGCAGACAAG ATGGGGATGG

5881 GGCAGTCAGG CGTTGGTGCT TTATTTAATG GCATCAATGC ATTAAATGCT TATAACGCCG

5941 CATTGCTTGC AAAAATTCTC AAAGTTAGCG TTGAAGAATT TAGCCCTTCA ATCGCCAGAG

6001 AAATCTACGA GATGTATGAA GCGGTTAGTA TGCAGCCGTC ACTTAGAAGT GAGTATGAGT

6061 ACCCTGTTTT TTCTCATGTT CAGGCAGGGA TGTTCTCACC TGAGCTTAGA ACCTTTACCA

6121 AAGGTGATGC GGAGAGATGG GTAAGCACAA CCAAAAAAGC CAGTGATTCT GCATTCTGGC

6181 TTGAGGTTGA AGGTAATTCC ATGACCGCAC CAACAGGCTC CAAGCCGAGC TTTCCTGACG

6241 GAATGTTAAT TCTCGTTGAC CCTGAGCAGG CTGTTGAGCC AGGTGATTTC TGCATAGCCA

6301 GACTTGGGGG TGATGAGTTT ACCTTCAAGA AACTGATCAG GGATAGCGGT CAGGTGTTTT

6361 TACAACCACT AAACCCACAG TACCCAATGA TCCCATGCAA TGAGAGTTGT TCCGTTGTGG

6421 GGAAAGTTAT CGCTAGTCAG TGGCCTGAAG AGACGTTTGG CGCTGCAAAC GACGAAAACT

6481 ACGCTTTAGT AGCTTAATAA CGCTGATAGT GCTAGTGTAG ATCGCTACTA GAGCCAGGCA

6541 TCAAATAAAA CGAAAGGCTC AGTCGAAAGA CTGGGCCTTT CGTTTTATCT GTTGTTTGTC

6601 GGTGAACGCT CTCTACTAGA GTCACACTGG CTCACCTTCG GGTGGGCCTT TCTGCGTTTA

6661 TATACATTTT ACCTCTGGCG GTGATAATGG TTGCTCTAGA AATAATTTTG TTTAATAGAG

6721 TAACACCGTG CGTGTTGACT ATTTTACCTC TGGCGGTGAT AATGGTTGCT CTAGAAATAA

6781 TTTTGTTTAA CTTTAAGAAG GAGATATACC ATGAAACTTT TAAAAGTAGA AGCAATTGCA

6841 GCAATCGTAT TCTCCGGTAG CGCTCTGGCA GGTGTTGTTC CTCAGTACGG CGGCGGCGGT

6901 AACCACGGTG GTGGCGGTAA TAATAGCGGC CCAAATTCTG AGCTGAACAT TTACCAGTAC

6961 GGTGGCGGTA ACTCTGCACT TGCTCTGCAA ACTGATGCCC GTAACTCTGA CTTGACTATT

7021 ACCCAGCATG GCGGCGGTAA TGGTGCAGAT GTTGGTCAGG GCTCAGATGA CAGCTCAATC

7081 GATCTGACCC AACGTGGCTT CGGTAACAGC GCTACTCTTG ATCAGTGGAA CGGCAAAAAT

7141 TCTGAAATGA CGGTTAAACA GTTCGGTGGT GGCAACGGTG CTGCAGTTGA CCAGACTGCA

7201 TCTAACTCCT CCGTCAACGT GACTCAGGTT GGCTTTGGTA ACAACGCGAC CGCTCATCAG

7261 TACCTCGAGC ACCACCACCA CCACCACTGA GATCCGGCTG CTAACAAAGC CCGAAAGGAA

7321 GCTGAGTTGG CTGCTGCCAC CGCTGAGCAA TAACTAGCAT AACCCCTTGG GGCCTCTAAA

7381 CGGGTCTTGA GGGGTTTTTT GCTGAAAGGA GGAACTATAT CCGGAT

<210> 5

<211>59

<212> DNA

<213>人工序列

<400> 1

1 ACTGTCTGCT TACATAAACA GTAATACAAG GGGTGTTATG GAGAAAAAAA TCACTGGAT

<210> 6

<211> 59

<212> DNA

<213>人工序列

<400> 1

1 ATACATTCAA ATATGTATCC GCTCATGAAT TAATTCTTAC GCCCCGCCCT GCCACTCAT

<210> 7

<211>22

<212> DNA

<213>人工序列

<400> 1

1 GAATTAATTC ATGAGCGGAT AC

<210> 8

<211>23

<212> DNA

<213>人工序列

<400> 1

1 AACACCCCTT GTATTACTGT TTA

<210> 9

<211>57

<212> DNA

<213>人工序列

<400> 1

1 AAATAATTTT GTTTAACTTT AAGAAGGAGA TATACCATGA AACTTTTAAA AGTAGAA

<210> 10

<211>57

<212> DNA

<213>人工序列

<400> 1

1 TTCTACTTTT AAAAGTTTCA TGGTATATCT CCTTCTTAAA GTTAAACAAA ATTATTT

<210> 11

<211>20

<212> DNA

<213>人工序列

<400> 1

1 AACCTCCCGA TACCGCGTAC

<210> 12

<211>20

<212> DNA

<213>人工序列

<400> 1

1 CATGGTATAT CTCCTTCTTA A

Claims

1.一种利用工程生物膜组装和固定纳米结构的方法，其特征在于，包括：首先合成HS-NTA和纳米物件，然后通过配体交换，利用巯基与金属之间的配位键，实现NTA配体与纳米物件的连接，得到具有NTA配体的纳米物件，加入金属离子，得到具有金属-NTA配体的纳米物件；将工程化的大肠杆菌在含有所述的具有金属-NTA配体的纳米物件的培养液中进行培养，得到基于纳米物件修饰的生物膜；所述的工程化的大肠杆菌为工程化四环素诱导分泌CsgA-His的大肠杆菌或工程化光控诱导分泌CsgA-His的大肠杆菌；所述的配体交换步骤包括：在合成的粒径为6nm的金纳米颗粒的正己烷溶液、粒径为8nm的金纳米颗粒的正己烷溶液加入HS-NTA的PBS溶液，搅拌，分出水相并过滤，得到具有NTA配体的纳米物件；或者，所述的配体交换步骤包括：在合成的CdSeS@ZnS量子点的二氯甲烷溶液、CdS纳米棒的二氯甲烷溶液或Cd_0.9Zn_0.1S纳米颗粒的二氯甲烷溶液中加入pH＝13的HS-NTA甲醇溶液，搅拌，加入PBS溶液，分出水相并过滤，得到具有NTA配体的纳米物件；所述的工程化光控诱导分泌CsgA-His的大肠杆菌的制备方法包括：将pDawn质粒的卡那霉素抗性改造为氯霉素抗性，得到pDawn-cmR质粒，进行质粒重组，得到pDawn-cmR-csgA-His质粒，将pDawn-cmR-csgA-His质粒，转入敲除csgA的大肠杆菌中，得到工程化光控诱导分泌CsgA-His的大肠杆菌。

2.如权利要求1所述的利用工程生物膜组装和固定纳米结构的方法，其特征在于，所述的培养液中加有模具，培养后所得的基于纳米物件修饰的生物膜固定在模具的表面和/或界面上。

3.如权利要求2所述的利用工程生物膜组装和固定纳米结构的方法，其特征在于，所述的模具为金属、聚合物、柔性织物、纸张、硅片、玻璃片以及石英玻璃。

4.如权利要求2所述的利用工程生物膜组装和固定纳米结构的方法，其特征在于，所述的模具为平面材料或三维材料，所述的表面为内表面和/或外表面。

5.如权利要求1所述的利用工程生物膜组装和固定纳米结构的方法，其特征在于，在将工程化的大肠杆菌在含有所述的具有金属-NTA配体的纳米物件的培养液中进行培养时，通过化学诱导或光诱导，来进行基于纳米物件修饰的生物膜的形成时间和/或空间排布上的调控。

6.如权利要求1所述的利用工程生物膜组装和固定纳米结构的方法，其特征在于，所述的金属离子为Co²⁺离子或者Ni²⁺离子。

7.如权利要求1所述的利用工程生物膜组装和固定纳米结构的方法，其特征在于，所述的工程化的大肠杆菌为工程化分泌CsgA-His的大肠杆菌。

8.一种基于纳米物件修饰的生物膜的应用方法，其特征在于，所述的基于纳米物件修饰的生物膜采用权利要求1-7中任一项所述的利用工程生物膜组装和固定纳米结构的方法所制得，所述应用方法包括将基于纳米物件修饰的生物膜用于可循环纳米颗粒催化，用于对电极材料进行修饰、用于制作可穿戴设备或柔性智能材料、用于制作传感器、用于制作柔性导电装置，用于制备电子器件的原件或用于进行纳米物件的布阵。