金屬納米顆粒在醫(yī)學(xué)上有多種應(yīng)用,涉及細(xì)菌、真菌和生物分子合成金屬納米顆粒的方法被認(rèn)為是溫和、簡(jiǎn)單和環(huán)保的,由于易于操作和具有遺傳修飾特性,細(xì)菌有望成為合成AgNPs的候選,然而,大多數(shù)細(xì)菌合成方法反應(yīng)速度緩慢或者不適合大規(guī)模培養(yǎng),因此,非致病菌更適合AgNP的合成,此外,太陽(yáng)輻射能夠**的合成金納米粒子且減少能源成本。
一種用太陽(yáng)照射法從芽孢桿菌淀粉酶和AgNO3的細(xì)胞提取物中制備了銀納米顆粒的方法,光強(qiáng)度、芽孢桿菌提取物濃度和NaCl添加量會(huì)影響AgNPs的合成。在較佳條件下(太陽(yáng)能強(qiáng)度為70000 lx,提取物濃度為3 mg/mL,NaCl含量為2 mM),在80分鐘內(nèi)將98.23±0.06%的Ag+(1 mM)還原為AgNPs,并且達(dá)到了AgNPs的電勢(shì)為70.84±0.66毫伏,TEM(透射電子顯微鏡)和XRD(X射線衍射)分析證實(shí),合成了平均直徑為14.6 nm的圓形和三角形結(jié)晶AgNPs。由于熱滅活的提取物還介導(dǎo)了AgNPs的形成,因此酶促反應(yīng)可能不參與AgNPs的形成。AgNPs的較高的絕對(duì)電位值,可能是由于與蛋白質(zhì)相互作用引起的,這可能解釋了AgNPs懸浮液的高穩(wěn)定性。AgNPs在液體和固體培養(yǎng)基中均顯示出對(duì)枯草芽孢桿菌和大腸桿菌的抗菌活性。
將淀粉芽孢桿菌 LSSE-62(含蛋白胨10)接種于LB培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)制備無(wú)細(xì)胞芽孢桿菌提取物。研究不同反應(yīng)條件(太陽(yáng)輻射、無(wú)細(xì)胞提取物濃度和NaCl添加物)對(duì)合成AgNPs的影響。
**用4 mg/mL的無(wú)細(xì)胞提取物研究了不同太陽(yáng)強(qiáng)度(30000、40000、50000、70000 lx)對(duì)AgNPs合成的影響,將一個(gè)樣品置于黑暗中作為對(duì)照,通過(guò)玻璃窗進(jìn)行陽(yáng)光照射,通過(guò)在樣品前放置不同的玻璃片并用TES 133A勒克斯儀測(cè)量光線來(lái)調(diào)節(jié)光強(qiáng);隨后在70000 lx太陽(yáng)強(qiáng)度下研究不同數(shù)量的細(xì)胞游離提取物(1,2,3,4 mg/mL)的影響,以不含提取物的AgNO3溶液為對(duì)照;在含有3 mg/mL提取物的混合物中,以70,000 lx的光強(qiáng)度測(cè)定NaCl的影響,NaCl濃度為0.5、1、2和3 mM。使用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)掃描反應(yīng)混合物的紫外可見(jiàn)光譜來(lái)測(cè)定AgNPs的產(chǎn)量;用貝克曼庫(kù)爾特德?tīng)査_納諾分析儀進(jìn)行電位分析;用帶能量色散光譜系統(tǒng)的JEM-2010透射電子顯微鏡對(duì)AgNPs進(jìn)行表征,計(jì)算顆粒粒徑分布;用Bruker Vecter 22 FTIR對(duì)AgNPs進(jìn)行傅立葉變換紅外光譜分析;用擴(kuò)散法測(cè)定固體LB培養(yǎng)基中的抗菌活性。
在含有4 mg/mL無(wú)細(xì)胞芽孢桿菌提取物并暴露于陽(yáng)光下1分鐘的情況下,觀察到反應(yīng)混合物的顏色從淺棕色變?yōu)辄S色,并在100分鐘后,溶液變?yōu)槌燃t色,可見(jiàn)區(qū)光譜的吸光度增加,在暗箱中孵育的樣品沒(méi)有觀察到這種變化(圖1a),顏色的變化是由于AgNPs在可見(jiàn)區(qū)域的表面等離子體共振,在不同光強(qiáng)下孵育,在423 nm左右得到了相同的主峰,這表明AgNPs的顆粒大小和形狀相似。膠體穩(wěn)定性的理論**是電位的絕對(duì)值為30 mV,而超過(guò)50 mV的絕對(duì)值則表明分散度是高穩(wěn)定的,在30,000 lx和40,000 lx時(shí)產(chǎn)生的AgNPs的絕對(duì)電位值分別為54.52±1.44 mV和71.70±1.96 mV,但在較高光強(qiáng)時(shí)產(chǎn)生的AgNPs的值無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(圖1b)。圖2顯示了在存在不同數(shù)量的無(wú)細(xì)胞提取物的情況下AgNPs的可見(jiàn)吸光度和,峰吸收強(qiáng)度隨細(xì)胞提取物濃度的增加而增加,在3 mg / mL提取液中獲得較大吸收強(qiáng)度。在通過(guò)真菌細(xì)胞提取物合成AgNPs的過(guò)程中,蛋白質(zhì)參與了AgNPs的還原和穩(wěn)定化,并通過(guò)與蛋白封蓋實(shí)現(xiàn)AgNPs的穩(wěn)定。添加NaCl,在反應(yīng)結(jié)束時(shí),幾乎檢測(cè)不到殘留的Ag+,并且98.23±0.06%的Ag+被還原為AgNPs。合成的AgNPs的XRD光譜與粉末衍射標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)合委員會(huì)的純結(jié)晶銀結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫(kù)匹配,作者的研究表明,當(dāng)采用其他細(xì)菌和真菌合成的AgNPs也為納米晶體形式。在液體培養(yǎng)中,試驗(yàn)細(xì)菌枯草桿菌和大腸桿菌的生長(zhǎng)受到AgNPs濃度依賴性的**。
由于熱變性的無(wú)細(xì)胞提取物在太陽(yáng)輻射下能**地介導(dǎo)AgNPs的形成(圖3a),可見(jiàn)光和紫外光也可以介導(dǎo)AgNPs的合成,在細(xì)胞提取物存在的情況下,光驅(qū)動(dòng)AgNPs合成的確切機(jī)制尚不清楚,但已證實(shí)含有羧酸的肽的參與,紅外光譜分析(圖3b)顯示,在1655和1543 cm-1處的條帶可以被認(rèn)為是酰胺的羰基伸縮和酰胺的-N-H伸縮振動(dòng),1456 cm-1處的峰是由于氨基酸殘基羧基上COO-的對(duì)稱拉伸。AgNPs顯示了與無(wú)細(xì)胞提取物相同的特征帶,表明銀納米晶體被蛋白質(zhì)包裹,對(duì)于用真菌提取物生產(chǎn)的AgNPs,被報(bào)道了相似的結(jié)果,由帶負(fù)電的蛋白質(zhì)封端導(dǎo)致的AgNPs的高負(fù)電位性質(zhì)可能是使AgNPs穩(wěn)定的原因。
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zzj 2021.3.18