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。     

利用Mariannaea sp.HJ菌株胞内提取物合成纳米银及其抗菌特性研究

【目的】近年来,纳米银由于其自身独特的抗菌活性而受到越来越多的关注,有研究表明纳米银是一种广谱的抗菌剂,其对数十种致病微生物都有强烈的抑制和杀灭作用。相较于传统的合成方法而言,具有反应条件温和、环境友好等优势的生物合成法是目前的研究热点。【方法】本研究利用真菌Mariannaea sp. HJ的胞内提取物合成纳米银,并对其合成条件进行优化调控,还进一步考察了合成的纳米银颗粒的抗菌性能。【结果】胞内提取物浓度350 mg/L、AgNO_3浓度5 mmol/L、pH 7.0为菌株HJ胞内提取物合成纳米银的最优条件;TEM图像表明合成的纳米银颗粒主要为球形和伪球形,分散性良好,无明显的团聚现象;XRD表明合成的纳米银晶体结构为面心立方体结构;通过FTIR分析结果推测提取物中的羟基、羧基等官能团可能参与了纳米银的还原和稳定过程。此外,在本实验条件下合成的纳米银颗粒对革兰氏阴性菌Escherichia coli BL21和革兰氏阳性菌Arthrobacter sp. W1都有较好的抗菌活性。【结论】真菌Mariannaea sp. HJ胞内提取物能合成尺寸均一且分散性良好的球形纳米银颗粒,合成的纳米银颗粒在抗菌方面具有潜在的研究价值。     

贪铜杆菌Cupriavidus sp. SHE细胞上清液合成纳米硒

近年来,纳米硒凭借其良好的导电、光热以及抗癌等特性,在纳米技术、生物医学以及环境修复等诸多领域得到广泛应用。实验选择前期筛选得到的贪铜杆菌Cupriavidus sp. SHE,文中探究了该菌株的细胞上清液、全细胞以及胞内提取物合成纳米硒的能力,并对细胞上清液合成的纳米硒进行形貌表征与官能团分析,最后选取革兰氏阳性菌假单胞菌Pseudomonas sp. PI1和革兰氏阴性菌大肠杆菌Escherichia coli BL21进行抗菌实验。结果表明,菌株Cupriavidussp.SHE的细胞上清液、全细胞以及胞内提取物均具有合成纳米硒的能力。对于菌株Cupriavidus sp. SHE细胞上清液而言,在该实验中,研究范围内其合成纳米硒的最佳条件是SeO2浓度为5 mmol/L,pH为7。透射电子显微镜结果表明合成的纳米硒颗粒主要为球形,平均直径为196nm。X射线衍射结果表明合成的纳米硒晶体类型为六方形结构。傅立叶转换红外光谱和聚丙烯酰胺凝胶电泳结果表明纳米硒表面有小分子蛋白结合,可能参与了纳米硒的合成和稳定过程。此外,抗菌实验表明菌株Cupriavidus sp. SHE细胞上清液合成的纳米硒颗粒对菌株E.coli BL21和Pseudomonas sp. PI1均无明显的抗菌活性。综上,该研究表明菌株Cupriavidus sp.SHE在细胞上清液中产生的蛋白类物质在其合成纳米硒的过程中发挥了重要作用,合成的生物纳米硒颗粒无毒且生物相容性良好,未来在生物医学等领域具有较好的应用潜力。