一株马利亚霉菌在还原Se(IV)合成硒纳米颗粒中的应用
【技术领域】
[0001]本发明属于生物技术领域，涉及一株马利亚霉菌ifaria/Maea sp.HJ在还原Se(IV)合成砸纳米颗粒中的应用。
技术背景
[0002]砸(Se)是人体及动物必需的一种微量元素，具有抗氧化、免疫调节、抑制肿瘤细胞生长、延缓衰老等多种生物活性。砸纳米颗粒与蛋白质、多糖、脂类等生物分子相结合，可以用于食品添加剂、维生素、抗生素等物质的生产，在生物、化学、医药等领域中有着重要的应用价值。此外，砸纳米颗粒还具有独特的光电性质以及半导体特性，广泛应用于太阳能电池、传感器、整流器等光电元件。
[0003]目前工业应用的砸纳米颗粒主要采用化学氧化还原反应、电化学等技术进行生产，但是这些方法需要高温、高压或催化剂等条件，且得到的砸纳米颗粒生物活性较低。研究发现，多种植物或微生物均具有将砸酸盐或亚砸酸盐还原为单质砸纳米颗粒的能力，包括藻类、细菌、真菌、放线菌等。其中，研究以细菌居多，如枯草芽孢杆菌也
sub tills、錯样芽抱杆菌 Bacillus cereus^ 嗜喊假单胞菌 Pseuckmonas alcaliphila、^f^A氏菌Shemnella、卞漁妖儀Escherichia coW等，这些菌株能够在好氧或厌氧条件下还原Se(IV)生成红色的砸纳米颗粒。利用微生物还原Se(IV)合成砸纳米颗粒操作简单、无污染、绿色环保，因而具有广阔的应用前景。
[0004]本实验室前期从本溪钢铁焦化厂的活性污泥中分离得到一株马利亚霉菌Mariannaeas1Q.HJ，该菌株于2014年12月4日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，登记入册编号为CGMCC N0.10030。本实验室前期研究表明马利亚霉菌Mariannaeas^.HJ具有合成金纳米颗粒的能力，然而目前对于马利亚霉菌合成砸纳米颗粒的研究鲜有报道。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种微生物合成砸纳米材料的方法，主要是利用马利亚霉MMariannaeas^.HJ还原Se (IV)合成球形砸纳米颗粒。该方法反应条件温和、操作简便，在生物合成砸纳米材料领域中具有潜在的工业化应用价值。
[0006]利用马利亚霉菌ifaria/Maeasp.HJ还原Se (IV)合成砸纳米颗粒的方法，具体步骤如下:
(I)从固体改良马丁培养基中挑取菌株HJ的单菌落于液体改良马丁培养基中，于30°C、150 r/min条件下振荡培养48 h，制备种子培养液。改良马丁培养基组成为:葡萄糖10 g/L，(NH4)2SO4 I g/L, MgSO4-7H20 0.5 g/L，K2HPO4 I g/L ;固体培养基为上述培养基中添加20 g/L琼脂粉。配制的培养基均在115°C下灭菌20 min后使用。
[0007](2)将种子培养液按照体积百分比5%的接种量接于液体改良马丁培养基中，pH为7~9，温度为300C，Se (IV)浓度为1.0-5.0 mmol/L，在150 r/min条件下振荡培养48 h。
[0008]通过上述方法制备得到的砸纳米颗粒为球形，粒径为130~200 nm。
[0009]本发明的有益效果是:一株马利亚霉菌ifaria/Maeasp.HJ，该菌株于2014年12月4日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，登记入册编号为CGMCC N0.10030。利用马利亚霉菌ifaria/Maeasp.HJ在常温下即可还原Se (IV)合成砸纳米颗粒，具有球形结构，粒径为130~200 nm。该方法具有反应条件温和、能耗低、操作简便等特点，在生物合成砸纳米材料领域具有潜在的工业化应用前景。
【附图说明】
[0010]图1不同pH条件下菌株HJ对Se (IV)的还原率。
[0011]图2不同温度条件下菌株HJ对Se (IV)的还原率。
[0012]图3不同Se (IV)浓度条件下菌株HJ对Se (IV)的还原率。
[0013]图4菌株HJ合成砸纳米颗粒的扫描电镜表征。
[0014]图5菌株HJ合成砸纳米颗粒的透射电镜表征。
【具体实施方式】
[0015]以下结合实施例对本发明作进一步说明。
[0016]实施例1:马利亚霉菌Mariannaeasp.HJ合成砸纳米颗粒的方法
步骤1:菌株HJ种子培养液的制备。从固体改良马丁培养基中挑取单菌落于液体改良马丁培养基中，于30°C、150 r/min条件下振荡培养48 h，制备种子培养液。
[0017]步骤2:砸纳米颗粒的制备。利用步骤I得到的种子培养液，按照体积百分比5%的接种量接于液体改良马丁培养基中，PH为7，温度为30°C，Se(IV)浓度为2.0 mmol/L，在150 r/min条件下振荡培养48 h。
[0018]结果在培养液中可获得红色产物，即为菌株HJ还原Se (IV)生成的砸纳米颗粒。
[0019]改良马丁培养基组成为:葡萄糖10 g/L, (NH4)2SO4 I g/L, MgSO4 0.5 g/L, K2HPO4I g/L;固体培养基为上述培养基中添加20 g/L琼脂粉。配制的培养基均在115°C下灭菌20 min后使用。
[0020]实施例2:不同pH条件下菌株HJ还原Se (IV)合成砸纳米颗粒
步骤1~2同实施例1，调节步骤2中液体马丁培养基的pH分别为4、5、6、7、8、9。培养48 h后，测定Se(IV)的还原率。
[0021]实验发现(图1)，在pH为5~9的范围内均有红色产物生成；Se (IV)在pH为7~9时还原率较高，约为60%。
[0022]实施例3:不同温度条件下菌株HJ还原Se (IV)合成砸纳米颗粒
步骤I?2同实施例1，调节反应温度为20、25、30、35、40°C。培养48 h后，测定Se(IV)的还原率。
[0023]实验发现(图2)，在温度为25~35°C的范围内均有红色产物生成；Se(IV)在反应温度为30°C时还原率最高，约为59%。
[0024]实施例4:不同Se (IV)浓度条件下菌株HJ合成砸纳米颗粒
步骤 1~2 同实施例1，调节 Se(IV)浓度为 1.0、2.0、3.0、5.0、7.0 mmol/L。培养 48 h后，测定Se(IV)的还原率。
[0025]实验发现(图3)，在Se (IV)浓度为1.0~7.0 mmol/L的范围内均有红色产物生成；Se (IV)在浓度为1.0 mmol/L时还原率最高，约为64% ;随着Se (IV)浓度升高，其还原率略有下降。
[0026]实施例5:菌株HJ还原Se (IV)合成砸纳米颗粒的形貌表征
步骤1~2同实施例1，将得到的红色产物进行扫描电镜与透射电镜表征，结果如图4和图5所示。马利亚霉菌Mariannaeasi>.HJ可在细胞表面还原Se (IV)合成球形砸纳米颗粒；生成的纳米颗粒大小不一，粒径尺度为130~200 nm。
【主权项】
1.一株马利亚霉菌Mariannaea sp.HJ还原Se (IV)合成砸纳米颗粒的方法，其特征在于:将马利亚霉菌sp.HJ的菌株按照体积百分比5%的接种量接于改良马丁培养基中，pH为7~9，温度为30°C，Se(IV)浓度为1.0~5.0 mmol/L，在150 r/min条件下振荡培养48 h ;所述改良马丁培养基组成为:葡萄糖10 g/L，(NH4)2SO4 I g/L，MgSO4-7H20 0.5g/L，K2HPO4 I g/Lο2.根据权利要求1所述的一株马利亚霉菌Mariannaeasp.HJ还原Se (IV)合成砸纳米颗粒的方法，其特征在于:所述马利亚霉菌sp.HJ的菌株在细胞表面还原Se (IV)生成球形砸纳米颗粒，砸纳米颗粒的粒径为130~200 nm。
【专利摘要】本发明公开一株马利亚霉菌<i>Mariannaea</i>？sp.？HJ在还原Se(IV)合成硒纳米颗粒中的应用，属于生物技术领域。菌株HJ能够在pH？7~9，温度30℃下还原1.0~5.0？mmol/L？Se(IV)生成球形硒纳米颗粒，粒径为130~200？nm。菌株HJ合成硒纳米颗粒的反应条件温和、操作简便，具有潜在的工业化应用前景。CGMCC No. 1003020141204
【IPC分类】C12N1/14, C12R1/645, C12P3/00
【公开号】CN105176829
【申请号】
【发明人】曲媛媛, 张旭旺, 李会杰, 沈文丽, 王经伟, 厉舒帧, 马桥, 周集体
【申请人】大连理工大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年4月17日