一種納米顆粒材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提供了一種納米顆粒材料的制備方法，屬于納米材料合成技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景
[0002]納米材料是指在三維空間中至少有一維處于納米尺度范圍或由他們作為基本單元構(gòu)成的具有特殊性能的材料。由于當(dāng)材料粒徑進(jìn)入納米量級(jí)時(shí)，其本身具有量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子隧道效應(yīng)，因而展示出許多獨(dú)特的物理及化學(xué)性能，在催化、環(huán)保、能源、醫(yī)藥等諸多領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。
[0003]目前，納米顆粒的合成方法總體上可分為:“自上而下”和“自下而上”兩種途徑。“自上而下”的方法，是一個(gè)由大變小的過程，大塊物體通過物理方法破碎，粉碎，研磨等方式，如高能球磨法，轉(zhuǎn)變?yōu)榧{米量級(jí)的顆粒。此類方法操作簡(jiǎn)單，成本較低，適宜規(guī)?；a(chǎn)。但制得材料顆粒較大，粒徑分布不均勻，且形狀難以控制?！白韵露稀钡姆椒?，是通過適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)之間的原子必然進(jìn)行組排，從分子，原子出發(fā)制備納米顆粒。如沉淀法、溶膠-凝膠法、水熱溶劑熱法、微乳液法、模板法等方法?；瘜W(xué)合成方法靈活多樣，可用于制備多種形貌的納米顆粒，但多數(shù)化學(xué)法需要引入較多化學(xué)試劑，可能帶來一定的環(huán)境污染問題。
[0004]因此，隨著材料制備的化學(xué)研究日趨活躍，生物合成的方法逐漸引起研究人員的注意。生物介導(dǎo)的轉(zhuǎn)化過程并不受壓強(qiáng)、溫度、pH等嚴(yán)苛的條件限制，能夠在溫和的條件下進(jìn)行。因此利用生物體如細(xì)菌、真菌、藻類等或生物質(zhì)還原制備納米顆粒，不僅可以獲得物理法和化學(xué)法難于得到的一些結(jié)果，而且過程不需要引入其他化學(xué)試劑，還可以充分利用本身生物的性質(zhì)。所以，該方法更具有可持續(xù)發(fā)展的特征，成為納米顆粒制備研究領(lǐng)域的一個(gè)熱點(diǎn)。除了具有生物活性的分子作為還原劑合成金屬納米顆粒方法外，1999年P(guān)NAS首次報(bào)道了施氏假單胞菌還原制備銀納米顆粒，開辟了金屬納米顆粒制備的新方法一利用微生物原位還原。
[0005]利用微生物原位合成金屬納米顆粒是指金屬離子利用細(xì)胞表面官能團(tuán)或胞內(nèi)還原酶的作用，被還原為零價(jià)的金屬納米顆粒。目前，機(jī)制方面研究根據(jù)方法不同分為兩個(gè)方面，一是細(xì)胞膜或細(xì)胞壁表面的羧基，酰胺基，酮基和醛基可作為金屬離子的電子供體。這些細(xì)胞表面的活性有機(jī)官能團(tuán)能夠吸附、絡(luò)合和螯合金屬離子，并在細(xì)胞壁上原位還原成金屬顆粒，同時(shí)菌體細(xì)胞壁表面與金屬顆粒產(chǎn)生相互作用，阻止其迀移并降低團(tuán)聚，從而獲得金屬納米顆粒。二是酶催化還原過程，微生物產(chǎn)生的酶在還原生成納米顆粒的過程中起到催化劑的作用，利用電子傳遞體將還原性物質(zhì)的電子轉(zhuǎn)移給金屬離子并將其還原，從而合成金屬納米顆粒。
[0006]利用微生物原位還原制備金屬納米顆粒不僅在制備方法上能夠改善物理化學(xué)法的不足，同時(shí)所合成的納米顆粒粒徑均一，穩(wěn)定性高，且具有較好的生物相容性，從而極大地拓展了納米顆粒的應(yīng)用。本發(fā)明研發(fā)了一種利用微生物原位還原合成金屬納米顆粒的新方法，本發(fā)明利用自山西省實(shí)際土壤中提取純化的菌株，經(jīng)過一系列實(shí)驗(yàn)，成功制備了金、銀、鈀、砸四種金屬納米顆粒，本發(fā)明的方法對(duì)生物檢測(cè)，生物成像等領(lǐng)域具有重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于利用特殊的微生物菌種原位還原合成金屬納米顆粒，該方法可運(yùn)用于多種單質(zhì)金屬納米顆粒的合成。
[0008]本發(fā)明利用蛋白胨、酵母和氯化鈉配制培養(yǎng)基，培養(yǎng)菌株成團(tuán)泛菌屬IMH細(xì)胞。培養(yǎng)至細(xì)胞生長(zhǎng)對(duì)數(shù)期后收集得到細(xì)胞。之后將細(xì)胞分散至不同的培養(yǎng)體系中，加入適當(dāng)濃度的金屬離子。反應(yīng)數(shù)小時(shí)后，可分離收集得到不同粒徑的金屬納米顆粒。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)【具體實(shí)施方式】，一種納米顆粒材料的制備方法，其包括如下步驟:
[0010](I)培養(yǎng)基配制:稱取Ig蛋白胨、0.5g酵母和Ig氯化鈉溶于10mL去離子水中，攪拌3?10分鐘，使得混合固體完全融化，形成均勻的溶液，并調(diào)整pH值至7 ;
[0011](2)培養(yǎng)基滅菌:將配好的培養(yǎng)基置于滅菌鍋中，在120°C下，高溫滅菌20min，之后室溫下冷卻保存；
[0012](3)菌株活化及接種:用接種環(huán)將菌株成團(tuán)泛菌屬M(fèi)H接入已滅菌的培養(yǎng)基溶液，將溶液置于搖床中，在30°C，150rpm條件下震蕩培養(yǎng)12h，隨后吸取ImL活化后菌液轉(zhuǎn)接至新鮮得到的培養(yǎng)基溶液，再次將溶液置于搖床中，在30°C，150rpm條件下震蕩培養(yǎng)12h ;。
[0013](4)細(xì)胞收集:將步驟(3)中得到的菌液在已滅菌的氛圍下，轉(zhuǎn)移至離心管內(nèi)，在轉(zhuǎn)速為SOOOrpm的條件下離心5分鐘。離心結(jié)束后，棄去上清液，收集離心管內(nèi)下部菌體。
[0014](5)銀原位還原:將步驟⑷中得到的菌體(0D6。。= 1.0)分散至去掉NaCl的LB培養(yǎng)基中，加入濃度為ImM的銀離子，反應(yīng)8h，得到粒徑為10nm的銀納米顆粒。
[0015](6)金原位還原:將步驟⑷中得到的菌體(0D6。。= 1.0)分散至PBS緩沖液中，加入濃度為1.8mM的金離子，反應(yīng)4h，得到粒徑為30nm的金納米顆粒。
[0016](7)鈀原位還原:將步驟⑷中得到的菌體(0D_= 1.0)分散至PBS緩沖液中，加入濃度為2mM的鈀離子，反應(yīng)8h，得到粒徑為50nm的鈀納米顆粒。
[0017](8)砸原位還原:將步驟⑷中得到的菌體(0D_= 1.0)分散至LB培養(yǎng)基中，加入濃度為2mM的砸離子，反應(yīng)4h，得到粒徑為80nm的鈀納米顆粒。
【附圖說明】
[0018]下面通過圖例說明本發(fā)明的主要特征。
[0019]附圖1為本發(fā)明制得的銀納米顆粒的透射電鏡照片，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明合成出的銀納米顆粒大小均勾，粒徑為10nm左右。
[0020]附圖2為本發(fā)明制得的金納米顆粒的透射電鏡照片，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明合成出的金納米顆粒大小均勾，粒徑為30nm左右。
[0021]附圖3為本發(fā)明制得的鈀納米顆粒的透射電鏡照片，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明合成出的鈀納米顆粒大小均勾，粒徑為50nm左右。
[0022]附圖4為本發(fā)明制得的砸納米顆粒的透射電鏡照片，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明合成出的砸納米顆粒大小均勾，粒徑為80nm左右。
[0023]發(fā)明實(shí)施例
[0024]下面進(jìn)一步通過實(shí)施例來闡述本發(fā)明。
[0025]實(shí)施例1銀納米顆粒
[0026]稱取1g蛋白胨、5g