微生物及合成纳米金属颗粒研究进展.pptVIP

Advances in microbial biosynthesis of metal nanoparticles 化工1班 。。。 微生物合成金属纳米颗粒 优点 A 机理 B 野生型菌株生产金属纳米颗粒 C 工程菌生产金属纳米颗粒 D 如何控制纳米颗粒形态、大小 E 展望 F 微生物合成金属纳米颗粒优点 反应条件温和（室温） 消耗小 没有有毒化学品参与，环境友好 可以合成传统化学方法不能合成的金属纳米颗粒 生物/化学传感器 生物成像 催化 电学 光学 药物载体 虽然纳米材料具有高应用价值，但是传统纳米材料的合成一般在有机溶剂中合成，并且会消耗大量能量。 人们思考能不能在非有机溶剂中合成纳米材料呢？ 自1989年以来人们相继用细菌，酵母，真菌合成金属纳米颗粒 研究多种微生物合成金属纳米离子的能力，然而其作用机制仍不是很清楚 细胞膜形成了最初的金属纳米颗粒 微生物置于金属离子溶液中，植物螯合肽PC和金属硫蛋白MT会过量表达 微生物合成金属纳米颗粒机理 植物螯合肽（PC） 组成半胱氨酸 谷氨酸 甘氨酸 (γ-Glu-Cys)n-Gly n一般在2-5 不同组织中长度也不同 Cd，Cu，Hg，Pb，Zn离子溶液中会过量表达 通常存在于植物，真菌，和微藻类 金属硫蛋白（MT） 一种富含半胱氨酸的低分子量蛋白 存在于动物，植物，原核生物 可以结合Cu，Zn和Cd， 对Cu具有很强的亲和力 富含半胱氨酸可以形成金属螯合的核 谷胱甘肽协同金属硫蛋白起降解作用 半胱氨酸和谷胱甘肽中硫醇基在形成金属纳米颗粒中起还原剂作用 金属离子在细胞内为一种辅酶因子 重金属离子干扰正常蛋白功能，有毒 因此微生物进化出金属监管机制。 摄取存储金属离子通过特定转运蛋白来控制， 而我们所需要的金属纳米颗粒就是来自金属离子还原过程。 野生型微生物合成纳米金属粒子 早期工作利用枯草芽孢杆菌，海藻西瓦氏菌等合成金纳米颗粒 让细菌在金的氯化物中生长，金离子前驱溶液转换成金属纳米粒子，产生的粒子直径在5-200nm之间。 形态有八面体，三角形，六边形，球形，和传统化学方法合成得到基本一样 银离子溶液可以杀毒，有趣的是我们从银矿中分离出放线菌，成功合成银纳米颗粒。放线菌也可以用于合成金属纳米材料，形态一般有三角形，六角形，球形等 还有些趋磁细菌被发现也可以合成一些磁性纳米材料 酵母合成金属纳米颗粒 真菌合成金属纳米颗粒 工程菌合成金属纳米粒子 野生型合成效率很低 基因工程大肠杆菌通过构建PC和MT基因共表达，合成金属纳米颗粒，双金属纳米颗粒，三金属纳米颗粒，磁性纳米颗粒，贵金属纳米颗粒，稀土金属纳米颗粒。 合成元素覆盖了元素周期表三分之一 Au, Ag, Fe, Te, CdZn, CdSe, CdTe, ZnSe, CdCs, PrGd, SrGd, SrPr, FeAg, FeCo, FeMn, CdSeZn, FeCoNi, FeCoMn, CdSeZnTe, AuCdSeZn 生物合成如何控制其形态和大小 控制其大小形状是工业化重要一步 金属纳米粒子大小可以通过控制金属离子浓度来实现 但要注意的是细胞之间差别比较大，不同毒性金属以及金属离子浓度也会导致细胞有所差别 1. 制造微通道反应器（microdroplets） 2.提取金属结合蛋白进行体外合成 金属纳米材料 微通道反应器 提取金属结合蛋白体外合成金属纳米颗粒