利用细菌介导制备纳米银的研究

发布时间：2018-03-03 12:27

  本文选题：银纳米粒子　切入点：解淀粉酶芽孢杆菌　出处：《东北林业大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：本研究选取东北林业大学帽儿山林场土壤样品为实验材料,利用硝酸银浓度梯度法从东北林业大学林场土壤中分离出一株细菌菌株zxw01,通过形态特征、生理生化特征和16 SrDNA序列分析对菌株进行鉴定,该菌株为革兰氏阳性细菌,菌体呈杆状,不能利用木糖、阿拉伯糖等,与解淀粉酶芽孢杆菌属是一个族群,同源性达99.8%以上,结合形态学、生理生化特征以及16 SrDNA分析,将该菌株鉴定为解淀粉酶芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。对该菌进行部分生物学特性研究并进行菌株鉴定,zxw01能在硝酸银浓度为0.3 mmol/L的改良LB培养基上生长,具有一定的耐银能力,最适生长温度为35℃左右、最适pH为7左右。利用细菌培养液与硝酸银孕育制备纳米银,并采用紫外全波长扫描(UV-vis)、X射线衍射分析(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、高分辨透射显微镜(HRTEM)以及傅里叶变换红外分析(FTIR)等表征手段对纳米银进行了表征。研究结果表明,利用细菌培养液与硝酸银孕育合成了球形和近球形纳米银颗粒,纳米银分散性好,结晶性良好,属于面心立方结构。制备的纳米银的平均粒径为15 nm,并且在细胞内外都合成了纳米银粒子,细胞内的粒径更小,纳米银可能被蛋白或多肽等生物大分子包裹。热重分析结果表明,纳米银的产率达到了80.6%。通过抑菌实验得知,菌株zxw01制备的纳米银粒子对大肠杆菌的最低抑菌浓度为20 mg/L,最低杀菌浓度为60 mg/L,对数期的大肠杆菌在纳米银浓度为60 mg/L的条件下培养,在30 min内大肠杆菌活菌量减少较快,在2h时纳米银的杀菌率达到98%以上,大肠杆菌基本被杀死。以菌株zxw01制备的纳米银粒子作催化剂,研究了其在光照下对甲基橙的催化效果,研究表明纳米银粒子在光照下对甲基橙的降解率有了明显的提升,3h后降解率达到81.5%,在光照下有催化降解甲基橙的活性,而在没有光照条件下失去对甲基橙的催化活性。最后,利用SDS-PAGE电泳对菌株zxw01合成纳米银的机理进行初步研究。结果显示菌株在加入硝酸银后产生了两种新的蛋白质,其大小分别为60kDa、33kDa。SDS-PAGE电泳检测纳米银粒子表面的蛋白质,发现大小约为33 kDa的蛋白质可以被剥离下来,表明33 kDa的蛋白质极有可能就是银离子诱导产生的与纳米银稳定有关的蛋白质,可以抑制纳米银微粒的团聚,而60 kDa的蛋白可能负责还原纳米银。结合实验结果我们提出菌株zxw01还原制备纳米银的机理,首先,银离子与细菌表面的银离子受体结合,同时将信号传递给细菌体内,诱导编码特殊蛋白质的基因开始表达,产生两种新的蛋白质,一种蛋白负责还原银离子,另一种蛋白负责稳定纳米银粒子；胞内还原的同时一部分蛋白分泌到细胞外,在细菌的细胞内细胞外都合成了纳米银。
[Abstract]:In this study, a bacterial strain zxw01 was isolated from the soil of Maoershan Forest Farm of Northeast Forestry University by silver nitrate concentration gradient method. The strain was identified by physiological and biochemical characteristics and 16 SrDNA sequence analysis. The strain was Gram-positive, which was rod shaped and could not make use of xylose, arabinose, etc. It was a group with more than 99.8% homology with the genus Bacillus amylolyticus. Combined with morphological, physiological and biochemical characteristics and 16 SrDNA analysis, The strain was identified as Bacillus amyloliquefaciens.A part of the biological characteristics of this strain was studied and the strain was identified to be able to grow on an improved LB medium with silver nitrate concentration of 0.3 mmol/L. The optimum growth temperature is about 35 鈩，

本文编号：1561036