[发明专利]一种利用微小链霉菌K-15合成纳米银的方法及应用

说明书

本发明涉及一种利用微小链霉菌K‑15合成纳米银的方法及应用，属于纳米材料的生物合成技术领域，该方法主要以微小链霉菌K‑15菌体浸提上清液作为反应基质合成纳米银，全过程操作简便、绿色无毒、环保节能。该方法合成的纳米银呈球形或近似球形，平均粒径为28.56 nm，多分散系数（PDI）为0.274。微小链霉菌K‑15菌体浸提上清液中的生物活性分子除了介导银离子的还原过程之外，还包覆于形成的纳米银颗粒表面，赋予其良好的稳定性和生物亲和性，结合纳米颗粒独特的理化性质，使其更容易渗入微生物细胞内，通过干扰微生物正常代谢以致其死亡。此外，纳米银与抗菌药物联合使用能对微生物产生不同程度的协同抑菌效应，使其在生物医学领域的应用具有更为广阔的前景。

技术领域

本发明属于纳米材料的生物合成技术领域，具体涉及一种利用微小链霉菌K-15合成纳米银的方法及应用。

背景技术

纳米材料是指具有纳米尺寸范围性质的各种纳米结构材料，其小尺寸赋予其独特的特性，在光学、电子学、催化、生物医学、力学、磁学、能源科学、农业和环境等领域得到了广泛的应用。

银是一种稀有的贵金属元素，自古以来，一直被用于生产餐具、货币、珠宝、摄影、牙科材料、爆炸物以及抗感染治疗。随着纳米技术的飞速发展，纳米级银单质(纳米银)展现出独特的物理化学性质及生物学性质，成为最具发展潜力的纳米材料之一。

近年来，随着工业上纳米银的需求不断增加，常规的纳米银合成技术也逐渐暴露出其缺陷。纳米银的物理合成法包括电弧放电、物理蒸气冷凝、能量球磨方法和直流磁控溅射等，对仪器设备要求高，生产费用昂贵，且耗能高。化学方法可分为化学还原法、电化学法、辐照辅助化学方法和热解法等，虽然已在商业化生产中得到了广泛的应用，但由于其在合成纳米银过程中涉及有毒化学还原剂、稳定剂及分散剂的添加，既增加成本、污染环境又可能增强纳米银本身的毒性，限制了纳米银在生物医学领域的应用范围。

随着绿色化学概念的普及以及世界各国环保意识的提高，纳米银的合成方法也亟需向绿色无毒、环保节能的方向发展，因而基于生物材料的纳米银合成方法也应运而生。由于微生物具有分布广、易培养、繁殖快等优点，作为天然的生物材料用于纳米银的胞内或胞外可控合成研究具有极大的潜力。

真菌是用于纳米银微生物合成的常用出发菌株，但其可能分泌潜在的真菌毒素，降低合成的纳米银的安全性；同时，真菌合成的纳米银粒径偏大，且呈多分散性，在一定程度上影响了纳米银作用效果。放线菌(尤其是链霉菌)是一类以其卓越的次生代谢物合成能力而闻名的微生物，其具有安全生产及工业应用的悠久历史，作为纳米银合成的微生物材料具有较大的优势。此外，由于链霉菌是抗生素工业化生产的主要发酵菌株，其分泌的抑菌活性物质可能包覆于合成的纳米银颗粒表面，增强纳米银本身的抑菌活性。因此，链霉菌有望成为优势菌种用于纳米银的大规模工业化合成。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种利用微小链霉菌K-15合成纳米银的方法及应用。该合成方法简便高效、环保节能，无需添加任何化学还原剂、稳定剂及分散剂。通过该方法合成的纳米银产量较高、粒径较小且较为均一，对革兰氏阳性/阴性细菌及真菌均呈现出较强的抑菌活性。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种利用微小链霉菌K-15合成纳米银的方法及应用，包括以下步骤：

(1)微小链霉菌K-15菌种的活化：将4℃保存的微小链霉菌K-15斜面菌种划线接种于固体培养基上进行培养后获得孢子，刮取适量孢子制得单孢子悬液；

(2)微小链霉菌K-15菌体的获得：将单孢子悬液接种于液体培养基中，经发酵培养获得微小链霉菌K-15的菌体，用无菌去离子水彻底洗涤菌体以除去残留的培养基组分；

(3)菌体浸提上清液的制备：将湿菌体重新分散于无菌去离子水中振荡浸提，将浸提液离心、过滤以彻底去除菌体，收集含有生物活性物质的菌体浸提上清液；