CN107904262B - 一种基于细菌提取物制备纳米银的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于细菌提取物制备纳米银的方法，该方法包括以下步骤：(1)选用耐辐射奇球菌，培养细菌，收集菌体；(2)破碎菌体，制备、收集菌体提取物得到纳米银合成剂；(3)将纳米银合成剂加入AgNO3溶液中进行反应；(4)过滤、纯化、冷冻干燥即可获得纳米银颗粒。本发明方法可控性强，操作简便，环境友好；得到的纳米银颗粒均一性好，大小适中，表面带负电，稳定性高，含有基团包被，易于后期的修饰和应用。
Description
技术领域
本发明属于生物工程技术领域，具体涉及一种基于细菌提取物制备纳米银的方法。
背景技术
纳米银(Silver nanoparticles,AgNPs)即直径在1～100nm的银颗粒，由于独特的量子尺寸效应、传热性、导电性、表面活性和催化性能，其在光电、生物传感、催化、抗菌等领域表现出巨大的潜在应用价值。
纳米银可通过物理方法、化学方法和生物方法等合成。其中，生物合成法不仅条件温和，能耗低，不用外加化学还原剂和保护剂，避免了理化合成方法中的污染和毒性，而且还提高了生物资源的利用率。因此，发展安全、绿色、经济的生物方法制备纳米银具有很大的研究价值。
微生物具有生命力强、适应性广、易得、繁殖速度快、遗传改造方便等优势，因此常作为生物合成纳米金属的原料。
公开号为CN 105935781 A的中国发明专利公开了一种制备纳米银的生物方法，采用自主分离筛选的真菌菌株半乳糖地霉Galactomycesgeotrichum KG-1进行培养，利用其菌体在营养缺乏的纯净水环境中分泌的产物，还原硝酸银得到纳米银粒子，再以简单的离心处理获得纳米银粒子的沉淀。所制备的纳米银粒子为球形，直径范围2-50nm。
公开号为CN 103710390 B的中国发明专利公开了一种利用细菌发酵液制备纳米银的简单方法，将金黄色葡萄球菌或粪肠球菌接种到Mueller–Hinton培养基中，于25～37℃振荡培养12-72小时，然后将菌体和菌悬液分离开，取菌悬液，往菌悬液中加入硝酸银溶液，使银离子的浓度为0.5-10mM，然后在25～37℃条件下振荡反应5-72小时，再经超声处理，超声后的溶液再经过滤，滤液即为纳米银溶液。
相比于体外分泌，细菌体内富含多糖和蛋白质等多种还原性生物高分子，因此，基于细菌体内提取物合成纳米银具有很大的发展前景。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于细菌提取物制备纳米银的方法，选用体内富含氧化还原酶、小分子抗氧化化合物等多种抗氧化物质的耐辐射奇球菌(Deinococcusradiodurans)进行培养，通过破碎菌体细胞，从中获得菌体提取物，作为纳米银合成剂，可以高效合成纳米银。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：.
一种基于细菌提取物制备纳米银的方法，包括以下步骤：
(1)培养细菌，收集菌体；
(2)破碎菌体，制备、收集菌体提取物得到纳米银合成剂；
(3)将纳米银合成剂加入AgNO3溶液中进行反应；
(4)过滤、纯化、冷冻干燥即可获得纳米银颗粒。
步骤(1)中，所述的细菌为耐辐射奇球菌，来源于美国模式菌种保藏中心(ATCC)，编号为ATCC13939；菌体的提取物有效成分高，还原性强。
耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans)是一种体内富含氧化还原酶、小分子抗氧化化合物等多种抗氧化物质的细菌，能够耐受包括氧化压力、电离辐射、干燥和UV等在内的多种极端环境。耐辐射奇球菌强悍的耐受能力得益于体内强大的抗氧化系统，主要包括酶类清除剂如过氧化氢酶、超氧化物歧化酶以及一些抗氧化酶等。通过破碎菌体细胞，可以获得菌体提取物。利用耐辐射奇球菌的提取物制备纳米银的方法具有绿色高效、来源广泛、经济便捷的优势，避免使用毒性稳定剂或分散剂，克服了理化合成方法的缺点。
步骤(1)中，所述的培养细菌、收集菌体的具体方法：
(a)细菌的培养：将耐辐射奇球菌涂板活化培养，培养条件：转速为180～220rpm，温度为30～32℃；然后进行放大培养，使细菌至稳定期；
(b)菌体的收集：将步骤(a)中达到稳定期的细菌进行离心收集，用pH值约7.2的磷酸盐缓冲液重悬浮，充分震荡，再次离心，收集得到新鲜菌体。
步骤(2)具体包括如下过程：
(A)菌体的破碎和提取物的制备：将新鲜菌体用磷酸盐缓冲液重悬浮，采用低温高压细胞破碎仪进行破碎，离心处理，收集上清液并加入质量体积百分比为30～80％的固体硫酸铵进行盐析处理，离心5000～10000g，收集沉淀，蒸馏水溶解盐析产物，透析，在4℃以下保存提取物；
(B)菌体提取物的收集：-1～-80℃冷冻步骤(A)中得到的提取物至固态，然后在冷冻干燥机中，-50～-60℃的温度下干燥12～36h，收集菌体提取物，得到纳米银合成剂。
纳米银合成剂的主要成分为蛋白类物质，一般带负电，带有氨基、羧基或羟基等基团。
步骤(3)中所述的纳米银合成剂在溶液中的浓度为0.1～15mg/mL，AgNO3溶液的浓度为1～5mM。一般情况下，随着Ag+浓度的升高，纳米银的合成量逐渐提高，但达到5mM以上后，过高的浓度不利于纳米银的均一合成(纳米银会集聚)。
作为优选，Ag+的浓度为1～3mM。
步骤(3)中所述反应的条件：反应pH值为2.5～8.5，反应时间不小于24h。
在酸、碱性条件下，反应均能完成，从实际情况来看，中性条件下有利于纳米银的合成，碱性次之，酸性欠佳。
作为优选，反应pH值为7～8.5。
根据反应液颜色可以初步判断纳米银的生成及颗粒的大小，一般地，时间越长，反应液颜色越深，纳米银颗粒越大。
作为优选，反应时间为24～28h，此时反应液呈棕色，得到的纳米银颗粒大小为31.16～43.10nm。
步骤(4)中后处理的条件：使用0.22～0.42μm滤膜过滤反应液，离心收集沉淀；蒸馏水洗涤沉淀数次，然后通过截留量为8～14KD的透析袋透析，除去残存离子，收集溶液；-1～-80℃冷冻所得溶液至固态，然后在温度为-50～-60℃条件下，干燥12～36h，收集干燥物，得到纳米银颗粒。
本发明具有可控性强、操作简便、环境友好的优势，而且产品颗粒均一性好，大小适中，表面带负电，稳定性高，含有基团包被，易于后期的修饰和应用。
附图说明
图1是本发明制备的纳米银合成剂和纳米银的外观。其中，图A是实施例1制备的纳米银合成剂；图B是实施例3制备的纳米银颗粒；图C是实施例3制备的纳米银溶胶。
图2是实施例3制备的纳米银溶胶的UV/Vis图谱。
图3是在不同理化因素下制备的纳米银的对比图，其中图A反映了反应时间的影响；图B反映了反应pH的影响；图C反映了反应温度的影响；图D反映了Ag+浓度的影响。
图4是实施例2制备的纳米银颗粒的TEM(透射电镜)图，箭头所指为球形的、分散度好的纳米银颗粒。
图5是实施例2制备的纳米银扫描电镜-能谱分析图，其中图A是扫描电镜结果图；图B是通过能谱分析仪对图A中各元素的鉴定结果图。
图6是实施例2制备的纳米银溶胶的动态光散射图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明，这些实施例仅用于说明本发明，而非以任何方式限制本发明的范围。
菌株：耐辐射奇球菌(Deinococcus radiodurans)，购于美国模式菌种保藏中心(ATCC)，保藏号为ATCC13939。
TGY培养基：5g/L蛋白胨、3g/L酵母粉和1g/L葡萄糖溶于蒸馏水中，并置于高压灭菌锅中进行灭菌(121℃，20min)。
TGY固体培养基：在TGY培养基的基础上添加15g/L琼脂。
实施例1细菌培养及纳米银合成剂制备
a.细菌的培养：将耐辐射奇球菌涂板活化培养，挑取单菌落接种于5mL TGY培养基中，用摇床过夜培养，转速为220rpm，温度为32℃；然后按1∶100的比例转接到1L培养基(内含500mL TGY培养基)，在220rpm、32℃的条件下培养24h，培养细菌至稳定期(OD600nm＝1.0)。
b.菌体的收集：将达到稳定期的细菌进行离心收集(8000g，10min)，然后用磷酸盐缓冲液(pH 7.2、0.01M)重悬浮，充分震荡，再次离心，三次重复后，收集得到新鲜菌体。
c.菌体的破碎和提取物的制备：将新鲜菌体用磷酸盐缓冲液重悬浮，采用低温高压细胞破碎仪对菌体进行破碎(3min，4℃，1200bar)。破碎完成后，通过10000g，30min离心去除残渣或未破碎的细胞，收集上清液并加入80％(w/v)的固体硫酸铵进行24h盐析处理，离心(8000g，30min)收集沉淀，用蒸馏水溶解盐析产物，再透析24h以除去溶液中残存的离子，然后4℃保存提取物。
d.菌体提取物的收集：-20℃冷冻上述菌体提取物12h，再将其置于-80℃的条件下12h，并置于冷冻干燥机中，在-56℃的温度下进行36h的冷冻干燥。收集菌体提取物，得到的粉末状物质，即为纳米银合成剂，如图1A所示。
实施例2纳米银的制备
a.合成反应液的配制：将35mL 1mM硝酸银溶液置于50mL离心管中，加入0.105g纳米银合成剂，其浓度为3mg/mL，在pH 7.0，25℃条件下反应。
b.反应过程的监测：随着纳米银的生成，溶液颜色发生视觉上的变化，反应24h后逐渐趋于稳定，进行UV/Vis波长扫描，414nm处有峰值，表明有纳米银生成。
c.纳米银溶胶的纯化：0.22μm滤膜过滤上述棕色溶液，离心15000g，30min，收集沉淀，蒸馏水洗涤沉淀数次，然后通过截留量为14KD的透析袋透析24h，除去残存的离子，再次收集溶液。
d.纳米银的收集：-20℃冷冻上述溶液12h，再将其置于-80℃的条件下12h，然后进行冷冻干燥，冷冻温度为-50℃，干燥时间为30h。收集干燥物，得到的灰棕色物质即为纳米银颗粒，得到纳米银颗粒0.16g。
图4是此实施例制得的纳米银颗粒的TEM(透射电镜)图，箭头所指为球形的、均一性好的纳米银颗粒，平均大小为37.13±5.97nm。
图5是SEM-EDXA(扫描电镜-能谱分析)的结果，其中图5A是扫描电镜的结果，箭头所指为球形的纳米银颗粒；图5B是通过能谱分析仪对图5A中各元素的鉴定结果，2.98keV位置出现纳米银特征峰，表明反应合成了纳米银；图中还含有C、N、O、P、S等元素，表明纳米银表面可能有氨基、羧基、羟基等基团包被。
图6是DLS(动态光散射)的分析结果，表明了溶液状态下纳米银的近单分散体系，粒径平均为78.00±1.65nm，均一性好(PDI，0.11±0.03),表面带有负电(-18.31±1.39mV)，由图可知，所测得的粒径值大于透射电镜的测量值，表明纳米银颗粒表面有基团包被。
实施例3纳米银的制备
a.合成反应液的配制：将35mL 3mM Ag+溶液(硝酸银溶液)置于50mL离心管中，加入0.105g纳米银合成剂，其浓度为3mg/mL，在pH 7.0，25℃条件下反应。
b.反应过程的监测：随着纳米银的生成，溶液颜色发生视觉上的变化，反应24h后逐渐趋于稳定，此时反应溶液呈棕色，进行UV/Vis波长扫描，414nm处有峰值，表明有纳米银生成，如图2所示。
c.纳米银溶胶的纯化：0.22μm滤膜过滤上述棕色溶液，离心15000g，30min收集沉淀，再用蒸馏水洗涤数次，然后通过截留量为14KD的透析袋透析24h除去残存的离子，再次收集溶液，即为纳米银溶胶，如图1C所示。
d.纳米银的收集：-20℃冷冻上述溶液24h，再将其置于-80℃的条件下24h，然后进行冷冻干燥，冷冻温度为-60℃，干燥时间为60h。收集干燥物，得到的灰棕色物质即为纳米银颗粒，如图1B所示，得到纳米银颗粒0.22g。
结果测试
表征不同条件如反应时间、pH值、温度和Ag+浓度对纳米银合成效率的影响。借助UV/Vis波长扫描，根据414nm位置附近峰值的有无，判断纳米银颗粒合成与否；通过峰值的高低，判断合成量的多少；通过峰值位置的变化，判断合成的纳米银颗粒的大小。
使用实施例1制备的纳米银合成剂，浓度为3.00mg/mL，按实施例2中方法制备纳米银，每次改变其中一个参数。其中，纳米银合成剂的浓度与Ag+浓度对纳米银合成的影响近似等同，因此，选择改变Ag+浓度来研究其对纳米银合成的影响，具体实验设置及结果如下所示：
反应时间对合成量的影响如图3A所示，将终浓度为1mM的Ag+溶液与3.00mg/mL纳米银合成剂充分混合后于室温条件下反应，利用多功能酶标仪(SpectraMax M5)进行波长扫描(390～510nm)；反应24h左右后，峰值趋于稳定，达到反应平衡。
pH值对合成量的影响如图3B所示，分别用HNO3或NaOH将3.00mg/mL纳米银合成剂与1mM Ag+的反应液的pH调节至2.5，4，7,8.5，室温下反应24h后，进行波长扫描；由图可知，中性条件下有利于纳米银的合成，碱性次之，酸性欠佳。
温度对合成量的影响如图3C所示，将3.00mg/mL纳米银合成剂与1mM Ag+溶液混合后分别在25℃、30℃、37℃，pH 7的条件下反应24h后，进行波长扫描，由图可知，25℃有利于纳米银的合成。
Ag+浓度对合成量的影响如图3D所示，将3.00mg/mL纳米银合成剂分别与终浓度为0、1、3、5mM的Ag+溶液均匀混合，室温反应24h后，进行波长扫描(350～650nm)；随着Ag+浓度的升高(1～5mM)，纳米银的合成量逐渐提高，浓度在5mM以上，不利于纳米银的均一合成(纳米银会集聚)。
Claims (1)
1.一种基于细菌提取物制备纳米银的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
（1）培养细菌，收集菌体；
（2）破碎菌体，制备、收集菌体提取物得到纳米银合成剂；
（3）将纳米银合成剂加入AgNO3溶液中进行反应；
（4）过滤、纯化、冷冻干燥即可获得纳米银颗粒；
步骤（1）中所述的细菌为保藏编号为ATCC13939的耐辐射奇球菌Deinococcus radiodurans，
步骤（1）具体包括以下步骤：
（a）细菌的培养：将耐辐射奇球菌涂板活化培养，培养条件：转速为180~220 rpm，温度为30~32℃；然后进行放大培养，使细菌至稳定期；
（b）菌体的收集：将步骤（a）中达到稳定期的细菌进行离心收集，用pH值7.2的磷酸盐缓冲液重悬浮，充分震荡，再次离心，收集得到新鲜菌体，
步骤(2)具体包括如下过程：
（A）菌体的破碎和提取物的制备：将新鲜菌体用磷酸盐缓冲液重悬浮，采用低温高压细胞破碎仪进行破碎，离心处理，收集上清液并加入质量体积百分比为30~80%的固体硫酸铵进行盐析处理，离心5000~10000g，收集沉淀，蒸馏水溶解盐析产物，透析，在4℃以下保存提取物；
（B）菌体提取物的收集：-80~-1℃冷冻步骤(A)得到的提取物至固态，然后在冷冻干燥机中，-60~-50℃的温度下干燥12~36h，收集菌体提取物，得到纳米银合成剂，
步骤（3）中所述的AgNO3溶液的浓度为1~5mM，
步骤（3）中所述的纳米银合成剂在溶液中的浓度为0.1~15mg/mL，
步骤（3）中所述的反应的时间为24h~28h；所述的反应的pH值为7~8.5，
步骤（4）中所述的过滤采用0.22~0.42 μm 滤膜进行过滤，并在10000~20000 g下进行离心收集沉淀，
步骤（4）中所述的纯化过程：蒸馏水洗涤收集的沉淀数次，然后通过截留量为8~14KD的透析袋透析，除去残存离子，收集溶液，
步骤（4）中所述的冷冻干燥：-80~-1℃冷冻纯化后得到的溶液至固态，然后在温度为-60~-50℃条件下，干燥12~36h，收集干燥物，得到纳米银颗粒。
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Citations (4)
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| CN103710390A (zh) * | 2013-12-18 | 2014-04-09 | 广东省微生物研究所 | 一种利用细菌发酵液制备纳米银的简单方法 |
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Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| Imposed Environmental Stresses Facilitate Cell-Free Nanoparticle Formation by Deinococcus radiodurans;Angela Chen等;《Applied and Environmental Microbiology》;20170831;第83卷(第18期);摘要，方法部分，图1 * |
| Marinobacter lipolyticus from Red Sea for lipase production and modulation of silver nanomaterials for anti-candidal activities;Mohammad Oves等;《IET Nanobiotechnol.》;20161031;第11卷(第4期);摘要，第404页右栏第3段-405页左栏第2段 * |
| Synthesis and extracellular accumulation of silver nanoparticles by employing radiation-resistant Deinococcus radiodurans, their characterization, and determination of bioactivity;Rasika R Kulkarni等;《Int J Nanomedicine》;20150129;第10卷;摘要，第964页左栏第2段-第965页左栏第2段，第966页左栏第5段-969页左栏第1段，图1-图3 * |
| Synthesis, characterization and catalytic activity of gold nanoparticles biosynthesized with Rhizopus oryzae protein extract;Das Syjoy K.等;《Green Chemistry》;20121231;第14卷(第5期);全文 * |
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