一种纳米颗粒材料的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明提供了一种纳米颗粒材料的制备方法，属于纳米材料合成技术领域。
技术背景
[0002]纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围或由他们作为基本单元构成的具有特殊性能的材料。由于当材料粒径进入纳米量级时，其本身具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、量子隧道效应，因而展示出许多独特的物理及化学性能，在催化、环保、能源、医药等诸多领域有广阔的应用前景。
[0003]目前，纳米颗粒的合成方法总体上可分为:“自上而下”和“自下而上”两种途径。“自上而下”的方法，是一个由大变小的过程，大块物体通过物理方法破碎，粉碎，研磨等方式，如高能球磨法，转变为纳米量级的颗粒。此类方法操作简单，成本较低，适宜规模化生产。但制得材料颗粒较大，粒径分布不均匀，且形状难以控制。“自下而上”的方法，是通过适当的化学反应，化学反应中物质之间的原子必然进行组排，从分子，原子出发制备纳米颗粒。如沉淀法、溶胶-凝胶法、水热溶剂热法、微乳液法、模板法等方法。化学合成方法灵活多样，可用于制备多种形貌的纳米颗粒，但多数化学法需要引入较多化学试剂，可能带来一定的环境污染问题。
[0004]因此，随着材料制备的化学研究日趋活跃，生物合成的方法逐渐引起研究人员的注意。生物介导的转化过程并不受压强、温度、pH等严苛的条件限制，能够在温和的条件下进行。因此利用生物体如细菌、真菌、藻类等或生物质还原制备纳米颗粒，不仅可以获得物理法和化学法难于得到的一些结果，而且过程不需要引入其他化学试剂，还可以充分利用本身生物的性质。所以，该方法更具有可持续发展的特征，成为纳米颗粒制备研究领域的一个热点。除了具有生物活性的分子作为还原剂合成金属纳米颗粒方法外，1999年PNAS首次报道了施氏假单胞菌还原制备银纳米颗粒，开辟了金属纳米颗粒制备的新方法一利用微生物原位还原。
[0005]利用微生物原位合成金属纳米颗粒是指金属离子利用细胞表面官能团或胞内还原酶的作用，被还原为零价的金属纳米颗粒。目前，机制方面研究根据方法不同分为两个方面，一是细胞膜或细胞壁表面的羧基，酰胺基，酮基和醛基可作为金属离子的电子供体。这些细胞表面的活性有机官能团能够吸附、络合和螯合金属离子，并在细胞壁上原位还原成金属颗粒，同时菌体细胞壁表面与金属颗粒产生相互作用，阻止其迀移并降低团聚，从而获得金属纳米颗粒。二是酶催化还原过程，微生物产生的酶在还原生成纳米颗粒的过程中起到催化剂的作用，利用电子传递体将还原性物质的电子转移给金属离子并将其还原，从而合成金属纳米颗粒。
[0006]利用微生物原位还原制备金属纳米颗粒不仅在制备方法上能够改善物理化学法的不足，同时所合成的纳米颗粒粒径均一，稳定性高，且具有较好的生物相容性，从而极大地拓展了纳米颗粒的应用。本发明研发了一种利用微生物原位还原合成金属纳米颗粒的新方法，本发明利用自山西省实际土壤中提取纯化的菌株，经过一系列实验，成功制备了金、银、钯、砸四种金属纳米颗粒，本发明的方法对生物检测，生物成像等领域具有重要的意义。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于利用特殊的微生物菌种原位还原合成金属纳米颗粒，该方法可运用于多种单质金属纳米颗粒的合成。
[0008]本发明利用蛋白胨、酵母和氯化钠配制培养基，培养菌株成团泛菌属IMH细胞。培养至细胞生长对数期后收集得到细胞。之后将细胞分散至不同的培养体系中，加入适当浓度的金属离子。反应数小时后，可分离收集得到不同粒径的金属纳米颗粒。
[0009]根据本发明的一个【具体实施方式】，一种纳米颗粒材料的制备方法，其包括如下步骤:
[0010](I)培养基配制:称取Ig蛋白胨、0.5g酵母和Ig氯化钠溶于10mL去离子水中，搅拌3?10分钟，使得混合固体完全融化，形成均匀的溶液，并调整pH值至7 ;
[0011](2)培养基灭菌:将配好的培养基置于灭菌锅中，在120°C下，高温灭菌20min，之后室温下冷却保存；
[0012](3)菌株活化及接种:用接种环将菌株成团泛菌属MH接入已灭菌的培养基溶液，将溶液置于摇床中，在30°C，150rpm条件下震荡培养12h，随后吸取ImL活化后菌液转接至新鲜得到的培养基溶液，再次将溶液置于摇床中，在30°C，150rpm条件下震荡培养12h ;。
[0013](4)细胞收集:将步骤(3)中得到的菌液在已灭菌的氛围下，转移至离心管内，在转速为SOOOrpm的条件下离心5分钟。离心结束后，弃去上清液，收集离心管内下部菌体。
[0014](5)银原位还原:将步骤⑷中得到的菌体(0D6。。= 1.0)分散至去掉NaCl的LB培养基中，加入浓度为ImM的银离子，反应8h，得到粒径为10nm的银纳米颗粒。
[0015](6)金原位还原:将步骤⑷中得到的菌体(0D6。。= 1.0)分散至PBS缓冲液中，加入浓度为1.8mM的金离子，反应4h，得到粒径为30nm的金纳米颗粒。
[0016](7)钯原位还原:将步骤⑷中得到的菌体(0D_= 1.0)分散至PBS缓冲液中，加入浓度为2mM的钯离子，反应8h，得到粒径为50nm的钯纳米颗粒。
[0017](8)砸原位还原:将步骤⑷中得到的菌体(0D_= 1.0)分散至LB培养基中，加入浓度为2mM的砸离子，反应4h，得到粒径为80nm的钯纳米颗粒。
【附图说明】
[0018]下面通过图例说明本发明的主要特征。
[0019]附图1为本发明制得的银纳米颗粒的透射电镜照片，实验结果表明合成出的银纳米颗粒大小均勾，粒径为10nm左右。
[0020]附图2为本发明制得的金纳米颗粒的透射电镜照片，实验结果表明合成出的金纳米颗粒大小均勾，粒径为30nm左右。
[0021]附图3为本发明制得的钯纳米颗粒的透射电镜照片，实验结果表明合成出的钯纳米颗粒大小均勾，粒径为50nm左右。
[0022]附图4为本发明制得的砸纳米颗粒的透射电镜照片，实验结果表明合成出的砸纳米颗粒大小均勾，粒径为80nm左右。
[0023]发明实施例
[0024]下面进一步通过实施例来阐述本发明。
[0025]实施例1银纳米颗粒
[0026]称取1g蛋白胨、5g