一種利用糞腸球菌回收鉑納米顆粒的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及鉑納米顆粒的微生物回收的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]最近幾十年來(lái)，納米技術(shù)的研究越發(fā)成為世界范圍內(nèi)科學(xué)研究的焦點(diǎn)，特別是貴金屬納米顆粒材料的合成技術(shù)受到廣泛的關(guān)注。在所有貴金屬納米顆粒材料中，鈾納米顆粒材料由于其具有高穩(wěn)定性和生物兼容性而廣泛應(yīng)用于電學(xué)、光學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、催化應(yīng)用等領(lǐng)域。
[0003]傳統(tǒng)的鉑納米顆粒材料合成方法主要包括物理法、化學(xué)法和物理化學(xué)法，這些方法通常對(duì)反應(yīng)條件的要求比較嚴(yán)格(如高溫或高壓)，導(dǎo)致能耗大、成本高。并且這些過(guò)程可能會(huì)涉及使用強(qiáng)還原劑、表面活性劑等有毒有害的化學(xué)藥劑，限制了獲得的鉑納米顆粒在臨床醫(yī)學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。近年來(lái)已陸續(xù)發(fā)現(xiàn)微生物細(xì)胞、植物體或植物提取液可成功用于合成鉑納米顆粒材料，但可用于合成鉑納米顆粒的生物有機(jī)體種類(lèi)仍然偏少，許多能夠合成鉑納米顆粒的微生物菌種有待發(fā)掘。其次目前已有研究多在低含量鉑溶液中，還未見(jiàn)在較高濃度條件下實(shí)現(xiàn)鉑納米顆粒合成的報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是利用糞腸球菌作為還原劑，在少量電子供體的條件下，將溶液中的Pt(IV)還原成Pt(O)，并以納米顆粒的形式回收。
[0005]本發(fā)明目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]—種利用糞腸球菌回收鉑納米顆粒的方法，其特征在于包括以下步驟:
[0007]I)將奠腸球菌(Enterococcus Faecal is)培養(yǎng)至穩(wěn)定期離心收集，后用去離子水清洗，并配成菌懸液；
[0008]2)將菌懸液離心后的沉積物和氯鉑酸充分混合，加入電子供體，于恒定條件下反應(yīng)，定期檢查直至形成鉑納米顆粒并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，即獲得鉑納米顆粒溶液。
[0009]步驟2)中，菌懸液所含生物量濃度為0.8?4.0g/L，初始鉑離子濃度為0.3?2.5mmol/L，初始pH值為2.0?10.0，溫度范圍為20°(3?60°(3，電子供體與鉑摩爾比為20:1?
100:1ο
[0010]步驟2)中，菌懸液所含生物量濃度為1.6g/L?3.0mg/L，初始鉑離子濃度為
0.5_01/1?1.511111101/1，初始?!1值為6.0?8.0，溫度范圍為25°(3?35°(3，電子供體與鉑摩爾比為40:1?70:1。
[0011]步驟I)中離心的條件為8000?10000rpm、25?30°C、3?5min，配成菌懸液細(xì)胞干重濃度為0.8g/L-4.0g/L ο
[0012]步驟2)中，離心的條件為8000?10000rpm、25?30°C、3?5min。
[0013]步驟2)中，電子供體為甲酸鈉。
[0014]步驟2)中，反應(yīng)條件為:反應(yīng)時(shí)間48h，靜置反應(yīng)。
[0015]本發(fā)明利用糞腸球菌在外源電子供體作用下，生物回收鉑納米顆粒。糞腸球菌細(xì)胞表面上的物質(zhì)可以作為還原劑、穩(wěn)定劑以及覆蓋劑，將溶液中的化合態(tài)鉑元素還原成單質(zhì)態(tài)鈾納米顆粒。
[0016]在本發(fā)明中，首先可以通過(guò)紫外可見(jiàn)吸收光譜測(cè)量來(lái)證明鉑納米顆粒的形成，然后利用X射線(xiàn)衍射分析和透射電子顯微鏡觀察等手段進(jìn)一步確認(rèn)。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0018](I)在不同條件如生物量、初始鉑濃度、溫度以及pH下產(chǎn)物生成情況，均獲得了粒徑較為均一、分布集中的鉑納米顆粒，尤其是在較高初始鉑濃度條件下實(shí)現(xiàn)鉑納米顆粒的合成。
[0019](2)本發(fā)明是在常溫常壓下進(jìn)行的，操作簡(jiǎn)便、清潔環(huán)保、且經(jīng)濟(jì)有效，是異于傳統(tǒng)技術(shù)的一種綠色方法。
[0020]本發(fā)明所用奚腸球菌是奚腸球菌(Enterococcus faecalis)Z5，由中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心保藏，簡(jiǎn)稱(chēng)CCTCC，保藏編號(hào)為:CCTCC NO: M2012445，保藏日期為2012年11月6日。該菌株已在公開(kāi)號(hào)為103215200A的中國(guó)專(zhuān)利中公開(kāi)，屬于現(xiàn)有技術(shù)。
【附圖說(shuō)明】
[0021 ]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1制備的鉑納米顆粒溶液的UV-vis光譜圖。
[0022]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1和實(shí)施例3制備的鉑納米顆粒的XRD譜圖。
[0023]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1中鉑納米顆粒的TEM圖。
[0024]圖4為本發(fā)明實(shí)施例2中不同初始鉑濃度回收的鉑納米顆粒TEM圖，a、b、c、d、e分別對(duì)應(yīng)的鉬離子濃度為0.37mmol/L,0.74mmol/L, 1.47mmol/L、2.20mmol/L 以及2.9 3mm ο I /L
[0025]圖5為本發(fā)明實(shí)施例3中不同電子供體比例下體系反應(yīng)鉑納米顆粒的TEM圖，圖1、
11、111、1￥、￥分別表示電子供體與鉑摩爾比為1:1、10:1、50:1、100:1、250:1條件下鉑納米顆粒產(chǎn)生情況。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0027]實(shí)施例1
[0028]將奠腸球菌(Enterococcus Faecal is)在LB培養(yǎng)基中培養(yǎng)至穩(wěn)定期，離心收集奠腸球菌，離心的條件為10000rpm、25°C、5min;用無(wú)菌水清洗以去除可能粘附的殘余培養(yǎng)基成分。按比例配成所需生物量濃度為2.4g/L(細(xì)胞干重)的菌懸液。量取20ml菌懸液于離心管中，離心去除上清液。取1.47mmol/L氯鉑酸溶液1ml與離心后菌體混合，加入電子供體甲酸鈉(與鉑摩爾比為50:1)，放入恒溫培養(yǎng)箱中反應(yīng)，pH為6，30°C條件下反應(yīng)48h。首先，不同時(shí)間內(nèi)取反應(yīng)溶液，經(jīng)0.22μπι微孔濾膜過(guò)濾后進(jìn)行紫外可見(jiàn)光譜測(cè)定。其次，反應(yīng)最終產(chǎn)物經(jīng)離心、水洗及冷凍干燥后通過(guò)XRD和TEM進(jìn)一步驗(yàn)證了鉑納米顆粒的生成。結(jié)果分別如圖1-3所示。圖1中261nm處對(duì)應(yīng)Pt(IV)的吸收峰，隨著還原反應(yīng)的進(jìn)行，峰強(qiáng)度在逐漸減弱，這表明通過(guò)生化反應(yīng)逐漸產(chǎn)生鉑納米顆粒；圖2中典型的衍射峰表明鉑納米顆粒的存在，與之對(duì)比的化學(xué)反應(yīng)中則未產(chǎn)生明顯的衍射峰；圖3透射電鏡的結(jié)果顯示產(chǎn)物鉑納米顆粒主要在細(xì)胞膜上，且粒徑在5nm左右。
[0029]實(shí)施例2
[0030]該實(shí)施例與實(shí)施例1的步驟大體相同，不同之處是20ml菌懸液離心后的菌體與不同濃度氯鉑酸溶液混合，初始鉑離子濃度分別為0.37mmol/L、0.74mmol/L、I.47mmol/L、2.20mmol/L以及2.93mmol/L，其TEM表征結(jié)果如圖4所示。圖中表明隨著濃度的升高，細(xì)胞表面產(chǎn)物數(shù)量在不斷增加，但粒徑?jīng)]有明顯變化，可以體現(xiàn)本方法得到的鉑納米顆粒有較好的均一性。
[0031]實(shí)施例3
[0032]該實(shí)施例與實(shí)施例1步驟大體相同，不同之處是投加的電子供體甲酸鈉比例有所不同。甲酸鈉與鉑的摩爾比分別為1: 1、10:1、50:1、100:1、250:1，記為ABCDE組。反應(yīng)之后，TEM表征顯示沒(méi)有納米顆粒形成(圖5-1、II所示)，⑶組細(xì)胞膜表面產(chǎn)生納顆粒(圖5-111、IV所示KE組溶液變黑色，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，透射電鏡結(jié)果顯示沒(méi)有納米顆粒(如圖5-V)，XRD結(jié)果顯示沒(méi)有鉑單質(zhì)晶體產(chǎn)生。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用糞腸球菌回收鉑納米顆粒的方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)將奠腸球菌(EnterococcusFaecal is)培養(yǎng)至穩(wěn)定期離心收集，后用去離子水清洗，并配成菌懸液； 2)將菌懸液離心后的沉積物和氯鉑酸充分混合，加入電子供體，于恒定條件下反應(yīng)，直至形成鉑納米顆粒并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，即獲得鉑納米顆粒溶液。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)中，菌懸液所含生物量濃度為0.8?4.0g/L，初始鉑離子濃度為0.3?2.5mmol/L，初始pH值為2.0?10.0，溫度范圍為20°(3?600C，電子供體與鉑摩爾比為20:1?100:1。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟2)中，菌懸液所含生物量濃度為1.6g/1^?3.(^凡，初始鈾離子濃度為0.51111]101凡?1.51111]101凡，初始卩!1值為6.0?8.0，溫度范圍為25°C?35°C，電子供體與鉑摩爾比為40:1?70:1。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，步驟I)中離心的條件為8000?10000rpm、25?30°C、3?5min。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，步驟I)配成菌懸液細(xì)胞干重濃度為0.8g/L-4.0g/Lo6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟I)配成菌懸液細(xì)胞干重濃度為1.6?3.0g/Lo7.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，步驟2)中，離心的條件為8000?10000rpm、25?30°C、3?5min。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，步驟2)中，電子供體為甲酸鈉。9.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，步驟2)中，反應(yīng)條件為:反應(yīng)時(shí)間48h，靜置反應(yīng)。10.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述糞腸球菌是糞腸球菌(Enterococcus faecalis)Z5，由中國(guó)典型培養(yǎng)物保藏中心保藏，簡(jiǎn)稱(chēng)CCTCC，保藏編號(hào)為:CCTCC NO: M2012445，保藏日期為2012年 11 月 6 日。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種利用糞腸球菌回收鉑納米顆粒的方法，其特征在于包括以下步驟：1)將糞腸球菌(Enterococcus？Faecalis)培養(yǎng)至穩(wěn)定期離心收集，后用去離子水清洗，并配成菌懸液；2)將菌懸液離心后的沉積物和氯鉑酸充分混合，加入電子供體，于恒定條件下反應(yīng)，直至形成鉑納米顆粒并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，即獲得鉑納米顆粒溶液。本發(fā)明在不同條件如生物量、初始鉑濃度、溫度以及pH下產(chǎn)物生成情況，均獲得了粒徑較為均一、分布集中的鉑納米顆粒，尤其是在較高初始鉑濃度條件下實(shí)現(xiàn)鉑納米顆粒的合成。該方法操作簡(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)有效、且安全環(huán)保。
【IPC分類(lèi)】C12P3/00, C12R1/46
【公開(kāi)號(hào)】CN105543284
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610113068
【發(fā)明人】朱能武, 商儒, 石超宏, 吳平霄
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2016年2月29日