一種利用金黃色葡萄球菌生物合成具有生物相容性納米金的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用金黃色葡萄球菌生物合成具有生物相容性納米金的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]納米金:又稱“膠體金”，因在空氣中容易聚集成塊狀，所以一般把納米金制備在溶液系統(tǒng)中。在溶液中納米金尺寸低于100納米通常使溶液帶有紅色，尺寸大于100納米則使溶液呈藍(lán)色或紫色。納米金具有特殊的光學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)、分子識(shí)別性質(zhì)與良好的生物性容性，是納米金成了被研究最廣泛的納米材料，目前已應(yīng)用于各種不同領(lǐng)域，如電子顯微鏡學(xué)、電子學(xué)、材料科學(xué)、生物檢測(cè)、光學(xué)檢測(cè)、藥物投遞、催化反應(yīng)、疾病治療、電子工程及模板結(jié)晶。
[0003]目前納米金的合成方法有物理合成法、化學(xué)合成法和生物合成法。
[0004]( 1)納米金的物理合成法
氣相冷凝法:用真空蒸發(fā)、加熱、高頻感應(yīng)等方法使原料氣化或形成等粒子體，然后驟冷。其特點(diǎn)純度高、結(jié)晶組織好、粒度可控，但技術(shù)設(shè)備要求高。
[0005]物理粉碎法:通過機(jī)械粉碎、電火花爆炸等方法得到納米粒子。其特點(diǎn)操作簡(jiǎn)單、成本低，但產(chǎn)品純度低，顆粒分布不均勻。
[0006]機(jī)械球磨法:采用球磨方法，控制適當(dāng)?shù)臈l件到純?cè)亍⒑辖鸹驈?fù)合材料的納米粒子。其特點(diǎn)操作簡(jiǎn)單、成本低，但產(chǎn)品純度低，顆粒分布不均勻。
[0007]磊晶堆疊法:用物理性分散方法將黃金分解為原子結(jié)構(gòu)的超細(xì)微化納米金粒子，再以磊晶堆疊技術(shù)，將原子態(tài)的金粒子堆疊還原。純度高，可制造粒徑大小從0.5nm至100nmo
[0008](2)納米金的化學(xué)合成方法
化學(xué)氣相沉積法:利用金屬化合物蒸氣的化學(xué)反應(yīng)合成納米材料。其特點(diǎn)產(chǎn)品純度高，粒度分布窄。
[0009]沉淀法:把沉淀劑加入到鹽溶液中反應(yīng)后，將沉淀熱處理得到納米材料。其特點(diǎn)簡(jiǎn)單易行，但純度低，顆粒半徑大。
[0010]貴金屬納米粒子合成中最廣泛使用的是化學(xué)還原法，一般將金屬鹽內(nèi)加入還原劑，使其還原為納米粒子，同時(shí)為避免金屬納米粒子聚集，大多添加界面活性劑或是高分子聚合物當(dāng)做保護(hù)劑來控制金屬納米粒子的生長(zhǎng)和凝集。常見的界面活性劑有:溴化十六烷基三甲銨(CTAB)，十二烷基硫酸鈉(SDS)，二(2-乙基已基)丁二酸酯磺酸鈉(Α0Τ)，而高分子聚合物則常利用:聚乙烯醇(PVA)，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，聚乙二醇(PEG)，全氟甲基乙烯基醚((PMVE)等水溶性高分子。
[0011]綠色化學(xué)提倡12項(xiàng)原則:包括1、避免廢棄物產(chǎn)生，2、原料經(jīng)濟(jì)使用效率高，3、減少有毒性的化學(xué)合成法，4、設(shè)計(jì)低毒性的化學(xué)品，5、使用安全的溶劑與輔助物，6、高能源使用率，7、使用永續(xù)資源為原料，8減少非必要性衍生物產(chǎn)生，9、使用催化劑以提高產(chǎn)率，10、設(shè)計(jì)可分解的化學(xué)品，11、污染物及時(shí)監(jiān)測(cè)和制作過程的控制，12慎重選擇制作過程的化學(xué)物質(zhì)，以減少意外災(zāi)害的發(fā)生。
[0012]傳統(tǒng)制備納米金的方法主要是物理和化學(xué)方法，這些方法需要嚴(yán)格的條件，耗能高，使用的試劑昂貴。常用的物理方法有摩擦和熱解，生產(chǎn)過程不僅需要耗費(fèi)大量能源來維持高溫和高壓，而且速度慢，價(jià)格高；傳統(tǒng)的濕化學(xué)方法中經(jīng)常使用既昂貴又具有毒性的試劑作為還原劑和穩(wěn)定劑，并有大量未反應(yīng)的試劑殘留在溶液中，雖說成本低，反應(yīng)快，但是污染環(huán)境，得到的納米粒子對(duì)食品檢測(cè)"生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用有不良影響！
(3)生物合成納米金:
目前納米金的綠色合成主要是采用微生物和植物等生物材料進(jìn)行合成。主要缺點(diǎn)有:1、現(xiàn)有納米金合成方法耗費(fèi)時(shí)間比較長(zhǎng)，本方法能在短時(shí)間內(nèi)合成大量的納米金。2、現(xiàn)有納米金合成產(chǎn)率低，主要是因?yàn)槁冉鹚岷图?xì)菌反應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng)，使大量納米金粘附于細(xì)菌表面經(jīng)過離心大量納米金隨著細(xì)菌被離心造成浪費(fèi)，本納米金合成方法是使細(xì)菌在氯金酸環(huán)境內(nèi)分泌還原劑到混合液內(nèi)，經(jīng)過離心的作用將細(xì)菌離去，留下上清再繼續(xù)反應(yīng)其所產(chǎn)生的納米金均為可利用納米金，故提高了納米金產(chǎn)率。3、現(xiàn)今生物合成的納米金成分并不純，且對(duì)細(xì)胞有較大的毒性，本納米金合成方法通過梯度離心的方法使納米金得以純化，使生物合成的納米金的應(yīng)用得以實(shí)現(xiàn)。
[0013]金黃色葡萄球菌，也稱“金葡菌”，金黃色葡萄球菌具有較強(qiáng)的生命力和適應(yīng)性，在自然界分布廣。金黃色葡萄球菌營(yíng)養(yǎng)要求不高，在普通培養(yǎng)基上生長(zhǎng)良好，需氧或兼性厭氧，最適生長(zhǎng)溫度37°C，最適生長(zhǎng)pH7.4，干燥環(huán)境下可存活數(shù)月。但其能否進(jìn)行納米金的合成，目前仍未知。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]為了解決上述存在的問題，本發(fā)明提供了一種更為簡(jiǎn)便、快速、高純度、生物相容性好的納米金生物合成方法。
[0015]本發(fā)明的目的在于提供一種利用金黃色葡萄球菌生物合成具有生物相容性納米金的方法。
[0016]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
一種利用金黃色葡萄球菌生物合成納米金的方法，包括以下步驟:
1)將金黃色葡萄球菌液與氯金酸混勻，使混合液反應(yīng)4?6h;
2)將上步反應(yīng)液離心，收集上清繼續(xù)反應(yīng)0.5?48h ；
3)將上步反應(yīng)液離心，收集沉淀即得納米金。
[0017]進(jìn)一步的，步驟1)所述混合液中金黃色葡萄球的濃度為1 X 10s?1 X 10 9CFU/mL。
[0018]進(jìn)一步的，步驟1)所述混合液中氯金酸的濃度為1 X 10 2?1 X 10 2 mmol/Lo
[0019]進(jìn)一步的，步驟1)所述混合液反應(yīng)的溫度為15?37°C。
[0020]進(jìn)一步的，步驟2)所述離心的轉(zhuǎn)速為3000?6000rpm。
[0021]進(jìn)一步的，步驟2)所述反應(yīng)的溫度為20?80°C。
[0022]進(jìn)一步的，步驟3)所述離心的轉(zhuǎn)速為10000?15000rpm。
[0023]進(jìn)一步的，步驟3)所述離心的時(shí)間為20?60min。
[0024]進(jìn)一步的，所制備的納米金具有生物相容性。
[0025]本發(fā)明的有益效果是:
1、金黃色葡萄球菌獲取簡(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)，可再生。
[0026]2、由于合成是在室溫、室壓下進(jìn)行，因此可避免使用有機(jī)溶劑所造成的污染及減少能源的消耗。
[0027]3、可對(duì)金黃色葡萄球菌經(jīng)過加熱處理失去活性，不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成影響。
[0028]4、生物合成納米金所得納米金產(chǎn)率高不會(huì)造成浪費(fèi)。
[0029]5、生物合成納米金能長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定不團(tuán)聚，不使用界面活性劑使納米金保持穩(wěn)定。
[0030]6、生物合成納米金粒徑均勻、可控，可按要求合成所需的尺寸。
[0031]7、生物合成的納米金具有生物性容性，對(duì)細(xì)胞不具有毒性。
【附圖說明】
[0032]圖1為實(shí)施例1制備的納米金及其紫外光可見吸收曲線，A為離心后所得沉淀即為納米金(離心管管底部分);B圖為沉淀納米金用水重懸后的溶液(將離心管倒置的目的是可以更方便、更準(zhǔn)確觀察納米金溶液的顏色與溶度)；C圖為納米金紫外光可見吸收曲線；
圖2為實(shí)施例1制備的納米金的掃描電鏡圖；
圖3為實(shí)施例2制備的納米金及其紫外光可見吸收曲線；
圖4為實(shí)施例3制備的納米金及其紫外光可見吸收曲線；
圖5為大腸桿菌合成的納米金；左圖為離心后所得沉淀即為納米金(離心管管底部分)；右圖為沉淀納米金用水重懸后的溶液；
圖6為糞球菌合成的納米金；
圖7為腸球菌合成的納米金；
圖8為不同納米金對(duì)細(xì)胞生長(zhǎng)的影響為空白對(duì)照組，未加入任何納米金?’②為實(shí)驗(yàn)組，加入實(shí)施例1制備的納米金；③為對(duì)照組，加入實(shí)施例1步驟3)中4000rpm離心后上清液中的納米金。
【具體實(shí)施方式】
[0033]一種利用金黃色葡萄球菌生物合成納米金的方法，包括以下步驟:
1)將金黃色葡萄球菌液與氯金酸混勻，使混合液反應(yīng)4?6h;
2)將上步反應(yīng)液離心，收集上清繼續(xù)反應(yīng)0.5?48h ；
3)將上步反應(yīng)液離心，收集沉淀即得納米金。
[0034]優(yōu)選的，步驟1)所述混合液中金黃色葡萄球的濃度為1 X 10s?1 X 10 9CFU/mL。
[0035]優(yōu)選的，步驟1)所述混合液中氯金酸的濃度為1 X 10 2?1 X 10 2 mmol/L。
[0036]更優(yōu)選的，步驟1)所述混合液中氯金酸的濃度為0.5?1.5mmol/L0
[0037]優(yōu)選的，步驟1)所述混合液反應(yīng)的溫度為15?37°C，更優(yōu)選為22?35°C。
[0038]優(yōu)選的，步驟2)所述離心的轉(zhuǎn)速為3000?6000rpm ;更優(yōu)選為4000?5000rpm。
[0039]優(yōu)選的，步驟2)所述反應(yīng)的溫度為20?80°C ;更優(yōu)選為40?60°C。
[0040]優(yōu)選的，步驟2)所述繼續(xù)反應(yīng)時(shí)間為3?10h。
[0041]優(yōu)選的，步驟3)所述離心的轉(zhuǎn)速為10000?15000rpm;更優(yōu)選為12000?13000rpmo
[0042]優(yōu)選的，步驟3)所述離心的時(shí)間為20?60min ;更優(yōu)選為30?40minD
[0043]優(yōu)選的，所制備的納米金具有生物相容性。
[0044]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但并不局限于此。
[0045]實(shí)施例1
1)配置lmmol/L氯金酸(HAuC14)的水溶液。
[0046]2)將25ml細(xì)菌培養(yǎng)基加入適量