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纳米颗粒的细菌合成及应用

阿伊莎一^＊

分子研究所生物学生物技术，巴基斯坦拉合尔大学

*通信:

阿伊莎一中国科学院分子研究所生物学生物技术，拉合尔大学，巴基斯坦旁遮普省，电话:0322 - 4656026;电子邮件: (电子邮件保护)

摘要

纳米粒子合成是纳米技术和纳米科学领域的一个重要分支。最近，纳米技术与科学的结合形成了一个新的领域纳米生物这结合了自然元素的利用，例如藻类，微生物，寄生虫，感染，酵母和植物在各种生物物理和生化过程中。天然组合形式具有重要的前景，可以支持纳米颗粒的生成，而无需使用通常用作普通物理和物质形式一部分的野蛮、有害和昂贵的化学物质。利用微生物的纳米颗粒(NPs)的组合迅速兴起，在全球范围内创造了纳米技术的研究范围。NPs的组合过程具有要求的形状和控制的尺寸，快速，干净。近年来，人们利用独特的纳米粒子合成技术，将各种具有极具合成组织、尺寸和形态特征的纳米粒子组合在一起微生物它们在许多机械领域的应用已被研究。这些生物合成纳米颗粒在广泛的潜在区域的用途被展示出来，包括专注于靶向药物传递，恶性肿瘤治疗和DNA研究，生物传感器而且磁共振成像(MRI)。消费微生物纳米粒子的合成是一个真正独特的检查范围，有广阔的前景，有更多的改进。

关键字

纳米科学;纳米技术;纳米材料;生物合成;细菌合成

简介

纳米颗粒在很多领域都引起了人们的兴趣。纳米颗粒的特征是强颗粒的颗粒散射，其尺寸不小于一次测量的10纳米到1000纳米。NPs的主要要素是表面积与体积的透视比例，允许与不同的粒子更简单地合作。

纳米科学和纳米技术在最近几年的课程中引起了极大的兴趣，因为它对许多逻辑范围的潜在影响，例如，强度，方向，制药商业企业，硬件和空间企业。这一创新管理很少的结构和估计材料的测量范围在几纳米到小于100纳米。由于NPs具有较高的表面体积比，与同一合成组织的主要部分相比，其物质、物理和有机性质发生了异常和广泛的变化。此外，这些颗粒在不同领域也有不同的应用，如愈合成像、纳米复合材料、通道、药物转运和肿瘤热疗。纳米科学的一个关键检查领域讨论了不同形状、单分散性和大小的纳米范围颗粒的组合[1-33］．

实验

纳米颗粒形貌

纳米颗粒形态的独特性在于:平面度和纵横比。

1-高纵横比NPs。

2-小长宽比NPs。

纳米材料类型

NMs在本质上可以是天然的、无机的和复合的。天然纳米材料包括人体大小的蛋白质、核酸和碳纳米管等。另一方面，无机纳米材料包含金属NPs，混合物和质量纳米组织材料。

这些金属纳米材料包括Ag、Au、Pd和Pt [1，2］．它同样包含双金属纳米颗粒，如Ag-Pt, Ag-Au, Pd-Au, Ti [TiO]₂]， Fe的氧化物[Fe .₂O_3.-]磁铁矿，Fe_3.O₄磁铁矿(3.]， Zn [ZnO, Si [SiO₂]，此外还有各种金属的硫化物[cd]4]， FeS [3.]， ZnS [5，6］．不同的纳米材料包含大量纳米组织金属、宝石和Te [7]， Ti [8]， Se, Al [9]并移动Ni, Co, Cu, Cr, Zr等金属[10]和Pb。纳米复合材料包括量子点、碳纳米管[11]、纳米壳、纳米棒、纳米线、纳米凝胶和纳米乳液等。纳米颗粒可以通过测量进行分类，例如零维iota基团，一维调控多层，二维NPs，三维，超细粒度的层，[12］．

NMs的属性

的纳米级它的独特之处在于没有任何强大的力量能比它准备得更少。同样值得注意的是，物理合成和自然世界的大部分成分在估计尺度上的能力从0.1纳米到100纳米。总的来说，颗粒尺寸的减小建立了它们的表面与体积的比例，从而扩大了它们的反应性。

在纳米尺度上，各种成分的粒子表现出惊人的物理、复合和自然性质。与传统的粗粒度材料相比，NPs具有较低的软化点、电阻率、特殊的温暖度、扩散率、柔韧性和机械质量，以及电磁和协同性能的变化。研究人员正试图在不同的进展中破译这些与NPs相关的特性。

纳米材料的合成

纳米材料的合成涉及化学、物理和生物方法。生物程序仍处于发展阶段[13］图1．

纳米材料的物理和化学合成

混合纳米材料的物理方法包括粉碎、物理气相沉积(PVD)、球加工、光刻和热解。其中，捣碎和热解是最常用的方法。而电解、溅射、溶胶-凝胶合成、CVD(化学气相沉积)、溅射和非活性气体积聚等物质体系的出现则更为主流。这些类型的技术是有利的，但它们是危险的，而且是过分的。

纳米材料的生物合成

生物来源包括植物和微生物，如酵母、真菌、细菌和放线菌。人们已经发现，生物源可以减少土壤中的金属离子。与其他物理和化学方法相比，这种方法是相当安全的。它是一个较少的量能源浓缩织布机，但这些方法生产的纳米材料发现非常活泼。这个“促酶”的提议是额外可行的，因为现实中大多数微生物提高在气候温度及pH值情况(表1)。

表1:不同技术的优缺点。

表7:纳米颗粒的应用及其毒性。

纳米粒子的合成可以在细胞内或细胞外进行。细胞内纳米颗粒的合成需要额外的步骤，例如，超声波处理或使用适当的清洁剂来排出组合的纳米颗粒[14-16］．

与此同时，细胞外生物合成是次要的，它需要更直接的下游处理。因此，大量的研究集中在纳米颗粒混合的细胞外技术(表2)。

表2:微生物参与不同NPs的合成。

为什么选择细菌?

纳米颗粒正在不断地被研究和开发。合成纳米材料的方法有三种。物理方法包括光刻、热解、蒸汽压等，但这些方法相当昂贵。重要的是物理和化学方法低产量、能源集约化、难以扩大规模，往往产生大量危险废物，并可能需要使用昂贵的前体。

此外，化学方法包括辐照还原法、微乳液法和电化学还原法，但化学方法是相当危险的，这种合成仍然可能导致一些致命化学物质的存在物种吸附在表面，在医疗应用中可能有不愉快的影响。

因此，有必要开发廉价、清洁、非致命和环保的合成方法。因此，在去年，研究人员已经转向生物系统的灵感纳米粒子合成。微生物最近发现纳米工厂可能是环境友好型的，尽管它们有许多生物技术用途，如修复致命金属。

原核生物具有合成纳米粒子的强大作用。适合于他们的过剩大气而细菌的天赋又适应了原有的广播情况，是研究的良好选择。细菌还能保持成熟，生长经济，易于控制。堆扩散如氧合，培养时间和温度可以很容易地操纵。研究发现，通过孵育收集操作的pH值不规则意味着纳米颗粒的不兼容显示和套装的发挥，主要的这种转移是标准的，因为NPs的无条件形态对于不同的应用是必要的，如催化剂，光学或抗菌。

细菌合成NPs

细菌具有显著的还原和合成重金属和纳米材料的能力。一些细菌物种已经开发了对特定防御机制进行补救的能力，以控制纳米材料的毒性等压力。原核生物作为合成纳米粒子的手段，已成为研究的重点(表3)。

表3:细菌参与了不同纳米颗粒的合成。

由于细菌在周围环境中大量存在，并且能够适应极端条件，所以细菌是一个很好的学习选择。它们还增长迅速，开发成本低，易于控制。生长条件，如温度，氧合和培养时间可以很容易地控制。

合成类型

合成有两种类型;细胞内和细胞外。

细胞内nanosynthesis

大量的细菌物种研究了细胞内生物纳米合成金属和非金属纳米颗粒的细节如下;

金属纳米材料的胞内合成

细胞内金属纳米颗粒的结合已占不同微生物生物纳米工厂[25，26］．总的来说，这两种细菌合成在生物地球循环中都是非常重要的组成部分。这种能力帮助他们改变了自然界中不同的混合和基本金属。微生物通过还原或氧化、沉淀或络合、转运或外排框架等途径对深致死金属颗粒进行解毒。这些特性使它们成为土壤和海洋环境中潜在的生物修复专家。从这个观点来看，微生物是其中的一部分生物起源在过去的几十年里，纳米颗粒的能量也得到了进一步的解释。用这种方法，在一些菌株中研究了细胞内金属纳米粒子的合成，包括金、银、金银合金、铂、钯、铀。

金纳米粒子:枯草芽孢杆菌168鼓励黄金(Au^＋３)颗粒到具有八面体形态的Au0纳米颗粒已被考虑到它们的细胞分隔线上[26］．另一个细菌,Geobacterferrireducens在质周间隙减少Au粒子以递送aunp。希瓦氏藻同样减少Au^＋３在质周空间和其细胞表面，在25°C下，颗粒变为天然aunp。在不同pH条件下观察不同大小的NPs [15］．

藻青菌,PlectonemaboryanumUTEX485在25 ~ 200℃下，在一些外层蛋白、脂多糖和磷脂的辅助下合成了AuNPs。此混合物已与指示连接解毒微生物系统[25］．形态上，圆形、三角形或六角形的AuNPs已被生物缩小写在细胞表面大肠杆菌DH5α与形态。此外，该合成与血浆层相关的nadph下属蛋白和类胡萝卜素有关Rhodobactercapsulatus干扰AuNPs的生物合成。

银纳米粒子:总的来说，AgNPs的合成与细菌细胞表面有关。如果发生了假单胞菌stutzeriAG259是硫化银棘矿的结晶₂S)分布于质周空间，形态为单斜、三角形、等边和六角形。它与细胞表面相连，细胞表面首先与Ag的生物吸附相连，然后与Ag的减少相连⁺乳酸菌sp. A09在30°C下的AgNPs框架[26］．对于AgNPs的排列，成核目的地被认为是由银限制蛋白给出的氨基腐蚀性部分。AG3和AG4(银激励肽)加速了面聚焦立方形态的银宝石。芽孢杆菌特别是在其质周空间内额外整合AgNPs。银在细胞分裂器上在60°C温度下的聚集或沉淀同样被认为是一种解毒通过质周蛋白鼓励的过程[5］．

其他金属:双金属NPs的合成也同样在一些微观生物中得到了解释，生物起源对银、金、金银复合材料进行了测定枯草芽孢杆菌［20.),p . stutzeri，乳酸菌sp,棒状杆菌sp．［5]、硫酸盐还原微生物[25),P.boryanum［26),大肠杆菌，荚膜r.b.和芽孢杆菌Sp.与圆形，六角形和立方形态。胞内细菌合成铂(Pt) NPs可见。海藻在其质周空间内和外膜之间。在甲酸盐(电子供体)的帮助下，用NCIMB 8307在细胞内合成了钯(Pd) NPs，减少了细胞表面的pdnm晶体。在一项比较研究中，美国oneidensisMR-1被发现在质周间隙内框起pdnanystystal，以及在细胞分隔线上[27］．观察到铀纳米晶体作为尿液(UO2)被鼓励DesulfosporosinusSp .，在其细胞表面，这可以是有用的最大限度地减少污染的溶剂放射性核素在土壤和渣土通过改变可溶性到不溶性结构。

磁性纳米材料:有吸引力的磁铁矿纳米晶体(Fe3O4)纳米颗粒的细胞内细菌生物合成被观察到，显示了不同的微观生物，包括Aquaspirillummagnetotacticum［3.),Magnetospirullum magnetotacticum，m . magnetotacticumMS-1,M.gryphiswaldense，CandidatusMagnetoglobusmulticellularis，趋磁性细菌MV-1 [28]，硫酸盐减少微生物。生物矿化磁铁矿NPs一般采用趋磁法合成微生物它们的手机里有特殊的结构，叫做磁小体。这些磁性微生物生活在海洋和新水淤泥中，并提供胞内、层状结合的磁铁矿、磁黄铁矿、铁磁硫化铁、花岗岩(Fe3S4) [28]以及在某些时候不具吸引力的矿物(例如黄铁矿)作为链[5］．利用高角度吸引分离器将吸引的NPs与排列隔离。磁小体创造了晶体和非晶体有吸引力的纳米晶体，其流行的形态包括八面体，极其要求的单链或不同链，不可预测的面立方-八面体形状，平行六面体，八面体或六边形晶体状形状，捆绑和收集磷脂微生物层。

Sulphidenanomaterials:的半导体纳米硫化镉(cd)晶体在细胞内由不同的微生物包括,克雷伯氏菌肺炎［29),thermoaceticum梭状芽胞杆菌而且大肠杆菌［4］．结果表明，半胱氨酸脱硫酶的活性加速了CdS纳米晶的形成，使半胱氨酸在细胞表面或介质中发生了脱硫。这些bio-interceded半导体CdS纳米颗粒具有光学和光活性特性，呈圆形和圆形。在另一项研究中，ZnS的圆形NPs由与脱硫菌科有一席之地的生物自然编排。

非金属纳米材料

非金属类生物纳米合成硒也同样被检查过。不同的微生物包括StenotrophomonasmaltophiliaSELTE02,EnterobactercloaceaSLD1a-1,Rhodospirullumrubrum，Desulfovibriodesulfuricans，大肠杆菌[30.),斯图泽氏杆菌，克什米尔四硫杆菌，铜绿假单胞菌发现SNT1可以储存硒亚硒酸盐生物还原后的NPs为必需硒在细胞质、质周间隙和细胞外，呈颗粒状、圆形、纤维状或总量状[31] （表4)。

表4:细菌在细胞内合成纳米颗粒。

细胞外nanosynthesis

许多细菌已被研究其细胞外生物纳米合成的潜力。

金属纳米材料的胞外合成

金纳米粒子:Au的生物还原^＋３形成金属aunp，由Rhodopseudomonascapsulata在室温下。得到的颗粒呈圆形和三角形。通过对反应混合物pH值的划分，发现了这些NPs的不同大小和状态的排列．

此外，通过SDS-PAGE的研究证实了14kDato 98 kDa大小的递减蛋白和顶蛋白的相似性。例如，铁(Fe+3)稀释古菌和细菌，岛孢藻，藻藻，硫还原藻，热藻藻而且Pyrococcusenraged，在氢的视线范围内，金从离子向金属结构的沉淀。非盟^＋３靠近细胞表面的还原酶导致了这种沉淀。铜绿假单胞菌(ATCC 90271, straain1和straain2)参与了AuNPs的合成。由于NPs的表面等离子体声较大，介质阴影由粉红色变为蓝色。

b .大地懒属干燥结构中的D01以十二硫醇为顶覆专家，还原金盐，在26℃下合成球形AuNPs，进而调节NPs的大小、形状和单分散性[20.］．由铜绿假单胞菌，荚膜假单胞菌而且b .大地懒属观察到D01是三角形和圆形的纳米线，尺寸从1.9nm延伸到400 nm。

银纳米粒子:干细胞的气单胞菌属利用sp. SH10合成了具有均匀尺寸和安全性的单分散agnp。AgNPs的快速结合是通过生物还原银(Ag⁺)颗粒通过社会上清液的活性向金属Ag0转变大肠杆菌，阴沟肠杆菌而且k .肺炎［23］．反应共混物中加入胡椒酮时，生物还原受到阻碍，证实了硝基还原酶的接近性。AgNPs的胞外合并也可见于地衣芽。［33］．

AgNPs的生物发生还表现在纤维素层Acetobacterxylinum当细菌群落出现在含有Ag的排列中时⁺颗粒和三乙醇胺(Ag⁺tae)。例如，微生物可以看到圆形形态的AgNPs细胞外混合，阴沟肠杆菌，气单胞菌sp, SH10大肠杆菌、木霉菌、地衣芽孢杆菌、摩根菌和肺炎克雷伯菌。

其他纳米粒子:铂纳米颗粒是由不同微生物的活性在细胞外产生的，例如，p . boryanumUTEX 485和含有树枝状、圆形和dab状链的不同形态的蓝藻[25］．p . boryanumUTEX 485集成PtNPs在25至100°C。在细胞外结合钛合金的圆形NPs乳酸菌社会过滤[8］．

脱细胞浓缩物微球菌lactilyticus通过减少可溶性U6+到不溶性U4+的加速铀NPs [34］．Alteromonasputrefaciens生成的铀NPs与氢(电子给予者)和U6+(电子受体)反应。

铀NPs由G.metallireducensGS-15在厌氧条件下，乙酸衍生物(电子恩人)和U6+(电子受体)对铀粒子进行生物还原。由于S. oneidensis MR-1细胞质外层的MtrC (c-sort cytochrome, c-sort cytochrome)较接近，因此在胞外和胞周内与UO2-EPS (polymersubstance)进行了铀粒子的生物还原。

磁性纳米材料:一些非趋磁微生物已经完成了磁铁矿NPs的胞外生物合成。GeobactermetallireducensGS-15是一种与水道碱基分离的非趋磁细菌，通过减少氧化铁产生超细磁铁矿NPs。在这个过程中，铁粒子(电子受体)与自然物质(电子恩人)反应。

具有八面体形态的磁铁矿纳米颗粒被另一种称为TOR-39的细菌菌株在25°C的细胞外合并。微生物被注意到作为磁铁矿NPs沉淀的生物催化剂。铁还原微生物，TOR-39和Thermoanaerobacterethanolicus集成了八面体移动金属(Ni、Cr、Co)取代吸引纳米晶体的干扰电化学响应。

半圆形磁铁矿纳米晶体的形成由[8利用Actinobacter sp．(non-magnetotactic细菌)。半圆形和八面体形态的磁铁矿NPs被TOR-39在细胞外合并，G.metallireducens而且Actinobactersp。8］．立方尖晶石型单晶铁磁Co3O4纳米颗粒由Brevibacteriumcasei［35它是一种耐金属细菌，利用水钴乙酸衍生物作为前驱物。

硫化物纳米材料:Klebsiellaaerogenes形成环状的Cd纳米晶体，在还原Cd^{2 +}在社会媒介中[31］．

光合细菌Rhodopseudomonas palustris如Bai等人所示。[36]，生成了具有圆形形态的cd胞外纳米晶体。CdS纳米晶体的形成被认为是由半胱氨酸脱硫酶的活性所介导的。如果发生了Gluconoacetobacter xylinus，沉淀后CdS纳米颗粒被观察到储存在细菌纤维素纳米纤维上[6］．palustris, K. aerogenes［29),R. spheroids '和G. xylinus［6)综合半导体圆形的NPs。

Rhodobactersphaeroides [5]，在固定结构中，形成单分散、圆形半导体硫化锌(ZnS)和硫化铅(PbS)纳米颗粒细胞外。

非金属纳米材料

硒具有半导体和光学特性，可应用于微电子电路和扫描仪等小工具。均匀稳定的纳米球硒是由包括b .硒酸还原，Selenihalanaerobacshriftii和sulfurospirillumbarnesii通过改变本质硒(Se0)到单斜晶结构具有一种复杂的纳米级集合硒粒子的生物还原过程[37］．将碲还原为天然碲的方法美国barnesii而且B.selenireducens带来了半导体碲NPs的合成。如果发生美国barnesii，制成零星的结晶纳米球[7] （表5)。

表5:纳米颗粒的细胞外合成。

材料与方法

芽孢杆菌合成银NPs。

样本取自大学校园内污染最严重的公共厕所。分离出的微生物以营养琼脂培养基保存。在含有1.0克牛肉提取物、2.0克酵母提取物、5克氯化钠、5克蛋白胨和15克琼脂的1升培养基中培养该生物。在35°C下孵育。分离株的形态和微生物学特征为芽孢杆菌sp.在图2．

对于纳米银的合成，进行了优化生物质以未优化的芽孢杆菌为试验菌株。将芽孢杆菌接种于营养液中，形成循环培养。然后将肉汤放入摇轨器中培养24 h。然后称量1mm的硝酸银晶体，加入100ml培养物，孵育24小时，并以每分钟200转的速度在搅拌器中保持。

用珀金-埃尔默分光光度计记录了溶液的紫外可见光谱。粒子波长范围为300 ~ 700 nm。形状和颗粒大小通过聚焦纳米颗粒的扫描电子显微镜(SEM)来确定。

视觉识别

当细菌生物质与硝酸银溶液(pH值7.5)混合，37℃孵育24小时，颜色无变化。的出现牛奶鱼的白色是孵育12小时后混合物中形成纳米银的明显标志(图3 (a))。纳米颗粒的产物呈白棕色(图3 (b))。由于激发表面等离子体振动，银纳米颗粒呈现棕色。

紫外可见分光光度计

合成的银纳米颗粒主要用紫外分光光度计进行表征。在不同的时间间隔，紫外可见光谱记录的吸光度随孵育时间的增加而增加。图描述了含有1mm硝酸银水溶液的反应混合物与芽孢杆菌培养上清孵育后的吸光度谱。颜色的强度来自细胞固定期收获稳定，收获量最大。与表面等离子体共振有关的波段在410 ~ 430 nm。最强的峰在420 nm处。NPs合成的确切机制尚未明显建立，但该过程涉及一种依赖于NADH的硝酸还原酶[图4］．

扫描电镜与EDX

用扫描电镜分析了银纳米粒子的形貌。优化后的细菌培养基银纳米粉的SEM图像，由于生物分子与细菌中的NPs结合，有的呈球形，有的呈伪球形，有的形状确定，有团聚的痕迹[图5］．

在细菌中银NPs的EDX光谱中，银为最强峰，碳和氧为弱峰。这表明银NPs生物合成的化学成分相对纯净。这一结果与扫描电镜的结果密切相关图6而且7．

机制

细菌的能力

细菌能够在恶劣环境中生存和发展，可能是因为有特殊的抵抗工具，包括外排泵、金属外排框架、金属的失活和络合、金属的不透水性和没有特殊的金属运输框架、通过改变金属颗粒的氧化还原条件来调整偿付能力和毒性。金属的胞外沉淀和致死金属的酶反应挥发[42］．

例如，从银矿中分离出来的假单胞菌stuutzeri AG259似乎产生了银NPs [43］．在生物矿化、生物修复、生物浸出和微生物影响腐蚀(MIC)等领域，微生物与金属的结合在生物技术应用中是必不可少的。

对MIC的了解

在碳钢、不锈钢、铜组合或不同的表面科学中，微生物干预限制性变化结构的MIC程序的熟悉正在增加发展考虑[44］．微生物同样可以调节矿物沉淀反应，特别是作为水物质反应的动力，如地球化学上可接受的固体[45]并证明了氧化矿物的能力[46］．这些程序可作为细菌过滤操作的一部分加以经济利用，例如，对含有毒砂的金金属进行预处理[46］．

结果与讨论

微生物金属还原可以作为金属污染和浪费的原位和非原位修复系统。为了发现纳米颗粒组合和金属减少的意义，大量金属的生物回收和危险金属的生物修复，分析人员研究了纳米颗粒合成和生物还原系统，并集中考虑减少微生物中的专家(如蛋白质和催化剂)和促使金属颗粒减少的生化途径。

由于这些专家的基础部分，在了解常规和遗传设计菌株的部分和利用方面进行了更多的检查微生物在致命金属的生物修复和放射性核素降解的地面情况。此外,这些微生物都准备好了吗固定金属[47]有时，可以减少金属颗粒的微生物显示出在纳米尺度上加速金属的能力。

这些研究将促使检查遗传设计的可能性微生物过度表达特定的还原原子，并创建微生物纳米颗粒共混体系，这可能会控制NPs的大小、形状、固体度和产量。真的，遗传设计微生物已开始创造以建立蛋白质排泄，并因此澄清最合理的减少专家。

例如，康和他的同事[48]，有趣地研究了对的可调组合的刻意方法半导体由遗传设计的大肠杆菌制成的CdS纳米晶体。为了研究利用大肠杆菌作为控制CdS纳米晶体混合物的生物工厂的可行性，一株菌株被赋予了通过传递S. pombe的PC合成酶(SpPCS)来产生植物螯合素(PCs)的能力。pc作为金属颗粒的耦合格式点，平衡纳米晶中心与继续积累。

重组菌株的使用

重组菌株已被研究用于在NPs的体内合成中生长更多产的生命形式。例如，利用传播拟南芥植物螯合酶(AtPCS)的重组大肠杆菌菌株和假单胞菌金属硫蛋白(PpMT)进行Cd、Se、Zn、Te、Cs、Sr、Fe、Co、Ni、Mn、Au、Ag Pr和Gd NPs的混合。改变供给金属粒子的组合可以控制金属NPs的程度。考虑到所设计的大肠杆菌骨架可以作为金属NPs有机共混的材料[39］．一些用于NPs结合的微观生物的突变株可以澄清生物还原过程中所需的原子。

如果出现嗜酸氧化硫杆菌，金(I)-硫代硫酸盐作为代谢过程的组成部分进入氧化硫杆菌的细胞[26］．该金配合物首先解络合成金(I)和硫代硫酸盐(S2O32−)颗粒。利用硫代硫酸钠作为活力源，Au (I)在细菌细胞内明显减少为碱性金。在稳定发展的后期，黄金NPs在市场内部开始加速细胞从电池中释放出来，在手机表面形成金颗粒的排列。最终，质量排列中的金粒子发展成微米尺度的金属丝和八面体的金[26］．

根据Lengke和Southam的说法[25]，硫酸盐还原法析出金(I)-硫代硫酸盐配合物微生物是由三个可能的组成部分引起的:(a)硫化铁的发展，(b)受限的减少条件和(c)代谢过程。

减少

如果应该出现D.脱硫剂和大肠杆菌， Cu (II)对质外氢化酶的部分抑制表明这些金属还原酶化合物参与了Au (III)的还原[49］．质周氢化酶可能负责Pd (II)的减少和Cu (II)的抑制。

Au (III)在H视线范围内降低₂(作为电子供体)利用微生物，例如，海苔草，海藻草，普通草，铁还原素，脱硫剂而且大肠杆菌．也许，氢化酶在Au (III)还原过程中起着重要的作用，然而，还需要更多的检查来了解这些还原的准确方法。此外，还解释了氢化酶在美国的应用^{+ 6}decreasesby微球菌lactyliticus，尽管巴氏梭菌能减少硒+6 [34］．来自硫酸盐还原的氢化酶微生物已被证明适合于减轻Tc^{+ 7}和铬^{+ 6}［50］．

在另一项研究中，从光养微生物中分离出的氢化酶可以减少镍^{+ 2}对倪⁰在H下面₂环境(51］．Matsunaga和他的同事已经指出maga的性质和它的蛋白质(局限于Magnetospirillumsp. AMB-1)是生物磁性纳米粒子排列所必需的[52］．

趋磁微生物(如:M.magnetotacticum和m . gryphiswaldense)，含有在磁铁矿生物矿化过程中起重要作用的磁小体膜(MM)蛋白。因此，分析人员将注意力集中在这些蛋白质的ID及其质量上。后期亚原子研究包括基因组序列、突变、质量表达和蛋白质组研究表明，各种质量和蛋白质是细菌吸引粒子生物矿化的基本组成部分[53］．

Moises cu和他的同事们专注于从趋磁菌株中提取的细菌磁小体的混合排列和微观结构属性m . gryphiswaldense［54］．他们报告了所创建的八面体磁铁矿颗粒，其正常距离为46±6.8 nm。

粒子表现出较高的合成优势(只有Fe3O4)，且主要部分落在单一吸引区域范围内。例如Rhodopseudomonascapsulata而且Stenotrophomonasmaltophilia研究人员相信，分离菌株中存在的特定nadph附属化学物质减少了Au^＋３通过电子传递系统达到Au0，促进单分散NPs的混合。一个两阶段的程序有望减少金颗粒。

在初始阶段，AuCl4 -粒子被还原为Au+种。在这一点上，最后一项被NADHP还原为金属金[55］．

磁晶尺寸

为了控制NPs的形态和大小，有一些研究集中在利用蛋白质。奇怪的是，蛋白质与生物硫化锌纳米晶体球形总量的关系报告，细胞外蛋白质开始于微生物可以抑制生物源性NPs [56］．

在Mms6(一种受限的酸性蛋白质)的视线范围内，完成了对大小正式打扮的磁铁矿宝石的控制排列Magnetospirillum magneticumAMB-1) [57］．Mms6视野内结合的磁铁矿宝石正常尺寸约为20.2+4.0 nm。尽管如此，如果没有Mms6，排列整齐的磁铁矿宝石约为32.4+9.1 nm。

从这些方面来看，与Mms6结合的宝石比不含Mms6的宝石更小，散布的范围也比不含Mms6的宝石更小。Mms6进一步发展了均匀、同构、超顺磁性纳米晶体[58］．

Prozorov和他的同事利用一种生物启发技术，利用重组Mms6蛋白进行均匀的、周围有特征的CoFe的结合₂O₄纳米晶体在体外［59］．布局进步CoFe₂O₄纳米结构、重组聚组氨酸标记的全长Mms6蛋白和该蛋白的工程c端区共价附加到三嵌段共聚物(poloxamers)上。

如果发生肺炎克雷伯菌，解释为在无意识的情况下，未观察上清液中银NPs的排列。可见光耗竭本质上可以导致NPs的合成。结果表明，在这种情况下，银颗粒的减少主要是由于还原酶的投入引起的共轭迁移。

通过这种方式，它提出了一种想法，即与细胞相关的硝酸还原酶化学物质可能包括在银粒子的光还原中[16］．此外，硫化镉纳米晶体体系结合大肠杆菌细胞对照试验(CdCl孵育₂和钠₂S没有细菌细胞)，这表明纳米晶体没有被纳入细胞之后运送到细胞［4］．

这些实验证明了Cd纳米晶体可以与Cd混合^{2 +}和S^{2 -}粒子被输送到细胞中。在硫化锌(ZnS)作用下，通过Bai和他的同事推荐的有机制造技术，NPs可以在细胞内被框定[5］．

他们澄清了溶剂硫酸盐扩散到固定点，然后输送到内层R.sphaeroides硫酸盐渗透酶鼓励细胞。

应用程序

多学科性质

纳米技术本质上是一个研究和应用的多学科领域[60］．在最近的几十年里，对建筑、物理科学、自然化学和显微学的研究，在描述微小粒子及其在材料科学的各个领域有前景的分支方面引发了巨大的担忧。纳米技术在研究和应用方面本质上是一个多学科领域[60］．在最近的几十年里，对建筑、物理科学、自然化学和显微学的研究，在描述微小粒子及其在材料科学的各个领域有前景的分支方面引发了巨大的担忧。加强分析和治疗

Nano-biomedicine

在纳米生物医学中，离散NMs通常作为荧光天然标签和中间体连接在一起，用于给药和额外的药物释放。尽管它们同样可以用于发现病原体，组织设计[7),肿瘤破坏、造影剂改变(MRI)及吞噬动力学检查(表6)。

不可理解的抗菌剂

在各种金属NPs中，AgNPs已被广泛应用于外科手套和套、抗菌损伤敷料、床线等[61］．它们同样在小工具、催化和指示性治疗领域有各种应用。

生物传感器

同样，金纳米颗粒(AuNPs)还被用于各种用途，例如作为生物传感器的标签，用于治疗热疗，用于输送大量估计的生物分子，为目标区域提供无危险的质量和药物释放[62］．

铂纳米颗粒(PtNPs)被用于治疗各种疾病，例如生长和氧化焦虑问题;此外，它们还被用作小说策划工具的一部分内存组件。

环境修复

NMs提供了从地球上排出毒素和天然污染物的潜力。NMs能作为不同形状的吸附剂和催化剂，例如纳米粒子、管、丝、丝等及其复合材料聚合物用于发现和清除气体，例如，(SO2, CO, NOx等)，有害化学物质(硝酸盐，砷，铁，大量金属，锰等)，天然毒物(脂肪族和芳香烃)和特征性物质，例如，(寄生虫，感染，微生物以及抗感染剂)。由于高表面区域和高反应性，NMs在自然修复中表现出比其他常规程序更好的执行力。

为了在含有大量金属的环境中生存，生命形式应该通过先进的仪器来适应它们。这些系统可能包括改变致命金属的药剂方式，使其不再造成危险，从而导致相关金属的NPs的发展。

临床操作

近年来，在临床操作中，NPs在体内的有益功能标志是一个发展的趋势。尽管，关于NMs的结构和分支仍有一些不明确的地方，例如它们的药代动力学、体内运输、毒性和安全性评估，以及它们在治疗方法中的结合。因此，这些NMs的生物相似性仍不清楚，正在进行独特的规划试验，以保持与这些有害影响的适当距离。到目前为止，从无毒的性质推断，aunp被广泛应用于治疗和成像手术。

尽管事实上，制造对每一个活细胞都无害的NMs是不切实际的，因为由于这个原因没有包办一切的仪器，但已经完成了一些必要的检查，牢记最终目标是使它们更多生物相容性的并减轻它们的细胞毒性影响在体外而且在活的有机体内条件。

期望的反应

使用最少的剂量通常被认为是生物相容性问题的一个诱人的答案。此外，NMs的覆盖也很重要，因为破碎、分裂或粗糙的包装会引发安全反应，从而降低其对目标区域的生物利用度[63］．

虽然有价值的金属，NMs已被开发为治疗最困难的人类疾病之一，即肿瘤的有前途的工具，但它们在体内的最终命运仍然不清楚，没有具体的最终目标来解释它们的一般帮助潜力。

癌症治疗

优化和方法协议

优化可能会导致NPs生物合成的增强。在奎宁方面，如生物类型、生物的遗传和遗传提供、分区收集和酶活性的无与伦比的发表、最佳的拮抗释放和生物催化剂状态的选择等方面，可以立即用于确定和表征良好的NPs合金。通过调节前期反应条件，使NPs深度的形貌趋于舒适。工业规模的金属NPs合并生物质需要不同的工艺，此外，传输附魔，不敏感的传输成生物质，收获细胞通过额外的金属离子进入细胞，使NPs形成细胞由档次，均质化细胞所产NPs的分离、NPs的稳定、产品配方和质量控制(表7)。

结论

纳米颗粒在不同领域有很大的应用，比如抗菌剂、添加剂、油漆、生物传感器和化妆品。微生物的使用是处理生态适应和成本足够的纳米颗粒的创造的伟大方式。随着社会发展的发展，纳米粒子结合的进步将为最极端的制造提供一个良好的前景，这对众多基于纳米粒子的应用非常有帮助。微生物的利用提供了一种从本质上合理地制造纳米颗粒的“工厂”的方法。同样明显的是，NPs在广泛的业务领域具有非凡的前景。纳米颗粒的有机创造领域是一个新兴的、未被充分开发的领域;无论如何，它展示了巨大的潜力生物技术部分。

未来前景

研究工作清晰地预测了细菌合成NPs的能力;但是，通过对精通的探索，可以在速度和质量上有所提高微生物通过传递通过不同品质激活的某些增效蛋白，对金属具有安全性和表达性。

评估和理解基本系统生物分子需要改变和平衡金属颗粒到纳米复合材料。

选择生长速度和特性最好的细菌，合成特定形状较小的NPs。

将实验室方法扩大到工业规模，可能会提高NPs的合成。

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