一株贪铜菌在还原Se(IV)合成硒纳米颗粒中的应用的制作方法
【专利摘要】一株贪铜菌SHE在还原Se(IV)合成硒纳米颗粒中的应用，属于微生物【技术领域】。菌株SHE能够在LB培养基中还原Se(IV)合成硒纳米颗粒，最优条件为pH8、温度30oC、底物浓度1.0mmol/L，在此条件下Se(IV)的还原量最大，为7.8mg，还原率为100%。通过透射电镜表征可知所合成的硒纳米颗粒为球状，经灭菌处理后，部分球状硒纳米颗粒组装形成线状结构。本发明的硒纳米颗粒合成条件温和，生成清洁且分离步骤简单，显示了菌株SHE在生物合成硒纳米材料领域的应用前景。
【专利说明】-株贪铜菌在还原Se(IV)合成硒纳米颗粒中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一株贪铜菌sp. SHE在还原Se (IV)合成硒纳米颗粒中 的应用，属于微生物【技术领域】。 技术背景
[0002] 硒是铜冶炼过程中的副产品，年产量较低。由于硒具有独特的物化性质，在印染 业、玻璃制造业和电子产业均得到广泛应用，随着工业化进程的发展，对硒的需求量不断增 大。在矿业开采和工业生产过程中，大量含有硒酸盐（SeO，）和亚硒酸盐（SeO广）的废水 被排放到环境中造成污染。因此回收再利用含硒废水中的硒，实现废水资源化受到了研究 者的广泛关注。
[0003] 硒纳米颗粒（SeNPs)具有独特的半导体特性、光电特性以及X射线传感性质，在 太阳能电池材料、传感器以及静电复印等领域应用广泛。研究表明，多种微生物可以还原氧 化态硒合成形貌一致、尺度均一的SeNPs, Zhang等人利用菌株 还原Se(IV)合成粒径在50-500 nm的球状SeNPs ;Lee等人利用菌株sp. HN-41 还原Se (IV)合成球状SeNPs，并通过改变培养条件调控SeNPs的粒径，发现SeNPs的粒径随 氧气浓度升高而减小，而温度不影响粒径大小。Nath等人利用生物合成的SeNPs催化亚甲 基蓝脱色反应，具有较好的脱色效果。因此，利用微生物还原Se (IV)合成SeNPs具有重要 的研究意义和应用价值。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种利用贪铜菌sp.SHE还原Se(IV)合成 硒纳米颗粒的方法。该方法可以利用菌株SHE催化还原Se(IV)合成硒纳米颗粒，在生物合 成硒纳米材料领域具有重要的应用价值。
[0005] 贪铜菌sp. SHE是发明人自大连理工大学牛角山泥土样品分离得 至IJ，登记入册编号为CGMCC No. 9266,保藏于中国微生物菌种保藏委员会普通微生物中心， 保藏日期为2014年6月4日，其16S rRNA基因序列的Genbank登录号为KJ875863。
[0006] 本发明的技术方案是：一株贪铜菌还原Se (IV)合成硒纳米颗粒的方法，菌株 Ciz/TriaFiofe sp. SHE 的登记入册编号为 CGMCC No. 9266,将菌株 Ci/priaFiofe sp. SHE 平板涂布于含有0.5-10 mmol/L Se (IV)的LB固体培养基上，在25-35 °C孵育48 h;所述 LB固体培养基成分为：NaCl 10 g/L、蛋白胨10 g/L、酵母粉5 g/L，2%琼脂。
[0007] 另一种贪铜菌还原Se (IV)合成硒纳米颗粒的方法，菌株sp. SHE的 登记入册编号为0611〇：吣.9266，将菌株仏/7/士?1^办>5 8口.3冊接种于100 11^含0.5-10 mmol/L Se (IV)的LB液体培养基中，接种量为5%，温度为25-35 〇C，pH值为6-9,150 rpm摇 床培养48 h;所述LB液体培养基成分为：NaCl 10 g/L、蛋白胨10 g/L、酵母粉5 g/L。
[0008] 对菌株SHE还原Se (IV)合成SeNPs的条件进行优化，菌株SHE还原Se (IV)合成 SeNPs的最优条件为：pH 8,温度30 〇C，Se(IV)浓度1. 0 mmol/L，此时硒的还原率为100%， 还原量为7. 8 mg。对合成的SeNPs进行透射电镜观察，SeNPs为球状，经灭菌分离后，部分 球状SeNPs组装形成线状结构。
[0009] 本发明的有益效果是：利用菌株SHE还原Se(IV)合成SeNPs，该技术方法对 Se (IV)具有很好的还原效果，且合成的SeNPs具有特定的形貌，因此该技术方法在生物合 成硒纳米材料领域具有一定的应用潜力。
【专利附图】
【附图说明】
[0010] 图1是菌株SHE合成硒纳米颗粒实验现象。
[0011] 图2是不同pH条件下，菌株SHE对Se (IV)的还原率。
[0012] 图3是不同温度条件下，菌株SHE对Se (IV)的还原率。
[0013] 图4是不同Se (IV)浓度条件下，菌株SHE对Se (IV)的还原率。
[0014] 图5是菌株SHE合成硒纳米颗粒的透射电镜表征。
【具体实施方式】
[0015] 实施例1 :菌株SHE合成硒纳米颗粒实验现象 固体培养基反应体系：将菌株SHE涂布于含有1. 0 mmol/L Se(IV)的LB固体培养基 上，于30 °C培养箱中孵育48 h，菌落颜色由黄色变为红色，该红色物质为SeNPs，反应体系 的照片如图1 (a)所示。
[0016]液体培养基反应体系：向100 mL LB培养基中加入1. 0 mmol/L Se (IV)，菌株SHE 接种量为5%，于30 °C，150 rpm摇床中培养48 h，溶液颜色变红，该红色物质为SeNPs。同 时进行了体系只含LB培养基、1.0 mmol/L Se (IV)和只含LB培养基、菌株SHE细胞的对照 体系，溶液均不变红。反应前后溶液的全波图如图1 (b)所示。
[0017] LB固体培养基的成分为：NaCl 10 g/L、蛋白胨10 g/L、酵母粉5 g/L、2%琼脂。 LB液体培养基的成分为：NaCl 10 g/L、蛋白胨10 g/L、酵母粉5 g/L。
[0018] 实施例2 :不同pH条件下，菌株SHE对Se (IV)的还原率 向100 mL实施例1中的LB培养基中加入5. 0 mmol/L Se (IV)，菌株SHE接种量为5%， 调节pH分别为6、7、8、9,于30 °C，150 rpm摇床培养48 h，测定Se(IV)的还原率。实验结 果如图2所示，在pH为6-9的范围内均观察到红色还原产物的形成，菌株SHE对Se (IV)的 还原率在所考察pH范围内先升高后降低，pH为8时还原率最高，为33. 0%。
[0019] 实施例3 :不同温度条件下，菌株SHE对Se (IV)的还原率 在实施例2中的最适pH条件下，向含有5.0 mmol/L Se (IV)的100 mL LB培养基中接 入5%的菌株SHE，选取温度为25、30、35、40°(：，于150印111摇床培养48 11，测定56(1￥)的 还原率，实验结果如图3所示。菌株SHE在25-35 °C范围内均可还原Se (IV)合成硒纳米颗 粒，温度为40 °C时不能还原Se (IV)，在所考察温度范围内，30 °C时菌株SHE对Se (IV)的 还原率最_，为19. 0%。
[0020] 实施例4 :不同Se (IV)浓度条件下，菌株SHE对Se (IV)的还原率 在实施例2和实施例3的最适pH和温度条件下，调节LB培养基中Se (IV)的浓度分别 为0.5、1.0、2.0、5.0、10.0臟〇1/1，接种量为5%，150印111摇床培养48 11，测定56(1￥)的还 原率，实验结果如图4所示。菌株SHE对不同浓度Se (IV)的还原率不同，0.5 mmol/L和1.0 mmol/L条件下的还原率为100%。菌株SHE对不同浓度Se (IV)的还原量如表1所示，结果 表明，1.〇1111]1〇1凡条件下36(1\〇的还原量最大，为7.8 11^。
[0021] 表1 :菌株SHE对不同浓度Se (IV)的还原量
【权利要求】
1. 一株贪铜菌还原Se(IV)合成硒纳米颗粒的方法，其特征在于：菌 sp. SHE的登记入册编号为CGMCCNo. 9266,将菌株CuprianW^ssp. SHE平板涂布于含 有0. 5-10 mmol/L Se(IV)的LB固体培养基上，在25-35 °C孵育48 h;所述LB固体培养基 成分为：NaCl 10 g/L、蛋白胨10 g/L、酵母粉5 g/L，2%琼脂，pH值为7。
2. -种贪铜菌还原Se(IV)合成硒纳米颗粒的方法，其特征在于：菌株(az/Triarit/ws sp. SHE的登记入册编号为CGMCCNo. 9266,将菌株SHE接种于100mL 含0.5-10 mmol/L Se (IV)的LB液体培养基中，接种量为5%，温度为25-35 〇C，pH值为6-9， 150 rpm摇床培养48 h;所述LB液体培养基成分为：NaCl 10 g/L、蛋白胨10 g/L、酵母粉 5 g/L。
【文档编号】C12P3/00GK104450789SQ201410779886
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月17日 优先权日:2014年12月17日
【发明者】曲媛媛, 李端行, 刘紫嫣, 沈娥, 马桥, 沈文丽, 张照婧, 王经纬, 厉舒祯, 李会杰, 张旭旺, 周集体 申请人:大连理工大学