马利亚霉菌(Mariannaeasp.) HJ合成金属硒化物及机理研究

[背景] 金属硒化物因其优异的光电和催化特性,近年来在半导体、电化学及抗癌等领域成为了研究热点。相较于传统的化学还原法,生物合成金属硒化物具有环境友好、耗能较低等优势。然而,目前有关生物合成金属硒化合物的微生物资源较少且相关合成机理尚不明晰。[目的] 利用马利亚霉菌（Mariannaea sp.） HJ合成了3种金属硒化物并对其合成机理进行了初步探索。[方法] 利用X射线衍射（X-Ray Diffraction,XRD）和傅里叶转换红外线光谱（Fourier Transform Infrared Spectroscopy,FTIR）对菌株HJ合成的金属硒化物进行了初步的表征,考察了纳米材料合成过程中总巯基含量、总抗氧化性能及自由基含量变化,并且验证了转运蛋白DMT1在金属硒化物合成中所起的关键性作用。[结果] XRD结果表明菌株HJ能够在Bi³⁺、Pb²⁺、Co²⁺与SeO₃^2-作用下分别合成Bi₄Se₃、PbSe和CoSe₂纳米颗粒,其合成的最优pH条件分别为6.0、7.0、8.0。FTIR结果表明,合成的金属硒化物表面含有氨基、羧基、羟基等官能团。3种金属硒化物的合成反应体系与空白对照组相比,总巯基含量明显下降,而总抗氧化性能却有所提高,这表明巯基等酶促体系或氨基酸金属蛋白类的非酶促体系可能参与了SeO₃^2-的还原过程。苄基异硫脲盐酸盐屏蔽实验表明,转运蛋白DMT1在SeO₃^2-转运和金属硒化物分泌过程中起到关键作用。此外,Bi³⁺、Pb²⁺和Co²⁺的加入使得菌株HJ产生氧化应激反应,在胞外分泌了大量的过氧化氢、羟基自由基和超氧自由基,而上述自由基可通过诱导热激效应的方式增强金属离子或纳米颗粒的转运过程。[结论] 利用马利亚霉菌（Mariannaeasp.） HJ合成了Bi₄Se₃、PbSe和CoSe₂纳米颗粒,为研究金属硒化物的生物合成及机理提供了一定的理论参考。     

Mariannaea sp. HJ合成纳米金银合金的特性考察

利用微生物合成纳米金银合金(Au-AgNPs)具有操作简便、生态友好等特点,但目前利用真菌合成的相关研究较少。本研究利用真菌Mariannaea sp. HJ胞内提取物合成纳米金银合金,考察了不同的金银离子浓度比例对生物合成纳米金银合金特性的影响。实验表明,金银离子浓度比例对生物纳米金银合金的组成影响较大,随着银离子浓度比例的增加,反应体系颜色会由浅紫色逐渐变为棕色,紫外-可见特征吸收峰发生了明显的蓝移,合成的纳米金银合金中银的比例也会逐渐增加。透射电子显微镜表明纳米金银合金的形貌主要为球形和伪球形,在0.5∶0.5、0.5∶1.5以及0.5∶3.0三种金银离子浓度比例下,纳米颗粒的平均粒径分别为19.24 nm、15.99 nm和19.33 nm。X射线衍射光谱结果显示纳米金银合金的晶胞为面心立方结构。利用傅里叶转换红外线光谱表征推测参与纳米金银合金还原稳定的官能团可能为-OH、-NH_3、-COOH。此外,本研究以4-硝基苯酚为底物探究生物纳米金银合金的催化特性,结果表明纳米金银合金对4-硝基苯酚具有良好的催化活性,其催化反应速率常数为7.85×10–3 s–1。上述结果表明,真菌Mariannaea sp. HJ能够合成分散性较好的纳米金银合金,在催化还原硝基芳烃污染物方面具有潜在的应用价值。