基於細菌模板法合成貴金屬納米結構材料的研究

《基於細菌模板法合成貴金屬納米結構材料的研究》是依託上海交通大學，由高峰擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於細菌模板法合成貴金屬納米結構材料的研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：高峰
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

經過幾十年的發展，納米科技已經在諸多領域取得了令人矚目的成果，納米材料的製備一直是該領域的研究熱點，從長遠來看，研發綠色環保型納米材料是將來的發展趨勢，符合建設經濟環保型和低碳社會的發展要求，具有重要的意義。本課題以細菌作為模板，製備具有生物形貌的納米結構材料，並研究產物對細胞的生物安全性，以期能夠仿生製備出性能優異、生物相容性好的納米材料。課題著重研究以不同形貌和種類的細菌為模板，仿生構建不同結構特徵的無機納米材料，研究其形成機理、形貌結構及功能特性，建立方法簡單可行的無機納米材料製備的新技術。本課題的研究意義在於將微生物技術與納米製備技術相結合，為製備結構多樣性的無機納米材料提供新方法和新思路，且綠色環保，生物相容性好。.貴金屬納米材料具有優良的電學、光學、催化等性能，套用領域廣。課題以仿生製備貴金屬納米材料為代表，開展研究，建立製備方法，研究其生長機制及與細胞的生物學效應。

結題摘要

納米材料的製備及其生物醫學套用一直是研究的熱點。課題採用日常生活中常用的麵包酵母菌為原料進行發酵，通過控制發酵液的pH值製備不同形狀和大小的金納米材料，在酸性條件下可合成邊長在50nm - 800nm的金納米片；在中性條件下可合成直徑在50-250nm的金納米花；在鹼性條件下可合成粒徑在10-50nm的金納米顆粒；將得到的金納米片分離後再分散在去離子水中，4℃冰櫃放置2周可獲得螺旋型金納米片。同樣採用酵母菌的發酵液製備了粒徑在2.5-30 nm不同的銀納米粒子，通過分析表征探討了發酵液製備金、銀納米材料的機理。採用細胞增殖抑制實驗（MTT方法）評價了製備的銀納米粒子對Cos-7細胞的毒性，實驗結果表明，當銀納米粒子濃度達到0.2mg/mL時，Cos-7細胞的活性仍高於90%。將製備的銀納米粒子與耐氨苄青黴素大腸桿菌一起培養，當銀納米粒子濃度達到19 μg/mL時能完全抑制耐氨苄青黴素大腸桿菌的生長，結果表明，用該方法製備的銀納米粒子細胞毒性小，能抑制耐抗生素細菌的生長，可套用於生物醫學領域。 採用牛胰核糖核酸酶A（RNase A）為模板和穩定劑合成了粒徑為1.61nm左右的螢光金納米糰簇（RNase-A-AuNC），螢光發射波長為682 nm。研究了金納米糰簇的螢光性能和生物相容性。將Vitamin B12共價偶聯到金納米糰簇上，體外用於人結直腸腺癌細胞（Caco-2細胞）的螢光成像分析。結果表明用該方法製備的金納米糰簇螢光性能穩定，用不同波長光激發後發射波長不變，螢光壽命長，細胞毒性小，且偶聯上Vitamin B12後對Caco-2細胞有很好的靶向性，且發射波長在近紅外區，非常適用於生物體內的螢光探針，在生物醫學領域具有良好的套用前景。