[发明专利]一种以微生物细胞分泌液为基质制备生物兼容的四氧化三铁纳米颗粒的方法及其应用

说明书

本发明公开了一种以微生物细胞分泌液为基质制备生物兼容的四氧化三铁纳米颗粒的方法及其应用，属于生物无机纳米功能材料的合成技术领域。本发明的技术方案要点为：将微生物接种到培养基中于30‑37℃培养24‑72h，再通过离心的方式除去微生物细胞得到微生物细胞分泌液；向微生物细胞分泌液中加入可溶性亚铁盐使混合体系内亚铁盐的质量浓度为5‑20mg/mL，室温搅拌2‑9h，再用碱液调节混合体系的pH值至碱性，反应4‑14h后通过磁铁将纳米颗粒与混合体系分离，然后经过干燥得到生物分子包裹的四氧化三铁纳米颗粒。本发明所制备的四氧化三铁纳米颗粒纯度较高，生物兼容性好，具有较好的水分散性和优异的光热性能，在诸多领域均具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于生物无机纳米功能材料的合成技术领域，具体涉及一种以微生物细胞分泌液为基质制备生物兼容的四氧化三铁纳米颗粒的方法及其应用。

背景技术

随着纳米技术领域研究与应用的不断深入，研究者们制造出了各种成分、结构、形貌与功能的纳米材料。这些纳米材料往往具有不同于常规材料的特殊性质，因而在诸多领域，如储能、催化、电子、光电与医药等，有着极高的实践价值和广阔的应用前景。

其中，研究者开发了具有磁响应性的各类四氧化三铁纳米材料，因为材料本身在自然界中广泛的分布、优异的光热性能、对生物体安全无毒及其相当高的储锂能力等，这些材料在肿瘤的光动力学治疗、药物的控制释放、催化剂载体和锂离子电池领域的应用受到了极大的关注。

而传统的四氧化三铁纳米材料，尤其是应用于生物医药领域的四氧化三铁纳米材料的制备方法，常常通过水热法、物理气相沉积法、油相中高温分解等方法，这些方法合成效率较高，操作步骤也较为简单。然而此类方法所制备出的材料粒径分布不均，容易团聚，生物相容性较差，在水相中分散性也亟待提高，致使在后期的研究和应用中产生一系列的问题和困扰。为了解决这些问题，往往还需要依赖一些价格高昂的化学物质和复杂的实验手段对材料进行进一步的封装和修饰，导致了繁琐拖沓的操作与处理过程，以及更多的花费与不稳定因素。

因此，开发出更加高效率可重现、绿色低耗、温和简便地制备在水相中易分散、生物相容性好的四氧化三铁纳米材料的方法显得尤为重要。随着纳米生物合成技术的发展，以微生物细胞的分泌液为基质合成无机纳米材料的方法，由于其安全简便、经济可靠又绿色可控的特点，为人们所熟知。然而目前发表的利用微生物所合成的大多是制备贵金属单质，以微生物细胞分泌液为基质合成四氧化三铁纳米颗粒还鲜见报道。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供了一种所使用的原料与实验过程低耗高效、安全绿色、经济简便且环境友好的以微生物细胞分泌液为基质制备生物兼容的四氧化三铁纳米颗粒的方法，在该制备方法中，使用微生物细胞分泌液与可溶性亚铁盐相作用并调节反应体系的pH值一步反应制得四氧化三铁纳米颗粒，该四氧化三铁纳米颗粒作为光热剂用于在近红外光照射下杀死肿瘤细胞。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种以微生物细胞分泌液为基质制备生物兼容的四氧化三铁纳米颗粒的方法，其特征在于具体步骤为：

步骤S1：将微生物接种到培养基中于30-37℃培养24-72h，再通过离心的方式除去微生物细胞得到微生物细胞分泌液，所述微生物为酿酒酵母菌、毕赤酵母菌、希瓦氏菌、大肠杆菌、尖孢镰刀菌或枯草芽孢杆菌，所述培养基为YPD培养基、麦芽汁培养基、DMEM培养基、LB培养基、察氏培养基或葡萄糖蛋白胨培养基；

步骤S2：向步骤S1得到的微生物细胞分泌液中加入可溶性亚铁盐使混合体系内亚铁盐的质量浓度为5-20mg/mL，室温搅拌2-9h，再用碱液调节混合体系的pH值至碱性，反应4-14h后通过磁铁将纳米颗粒与混合体系分离，然后经过干燥得到生物分子包裹的四氧化三铁纳米颗粒，所述可溶性亚铁盐为硫酸亚铁、氯化亚铁或硝酸亚铁，所述碱液为氢氧化钠溶液、碳酸钠溶液或氨水溶液。