银纳米颗粒微生物绿色合成及其抗菌活性的研究

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银纳米颗粒作为一种特殊的纳米材料,因其具有热、光、电磁、催化和敏感等独特性质,成为了研究人员的研究热点。银纳米颗粒在癌症治疗,抗菌,生物传感器,核磁共振成像和医学成像等领域都有应用。作为抗菌材料,具有抑菌和杀菌的作用,具有化学性质稳定、耐光和耐热的特点,在食品、纺织品、医学上都有应用。在食品上银纳米颗粒可以加入包装材料中,保证了果蔬食品的新鲜度,使其在食品包装中得到广泛的应用。在纺织品上银纳米颗粒可以嵌入棉织品中,可以预防致病菌的感染,也可以有效地愈合伤口。在医学上,银纳米颗粒作用在各种类型的癌细胞,例如肝细胞癌、肺癌、乳腺癌以及宫颈癌也有了研究。银纳米颗粒的制备方法很多,目前较多采用的是化学还原法,该法操作虽然简便,但在制备过程中需要添加还原剂和稳定剂,容易对环境造成污染,对人体潜在危害,且增加了生产成本,因而使用绿色、环保的方法合成银纳米颗粒已成为研究领域的一个新趋势,相比于传统物理和化学合成方法,利用微生物绿色合成银纳米颗粒已成为一种绿色安全的替代方法。近年来使用各种生物代替有毒化学物质来还原和稳定银纳米颗粒已受到广泛关注。目前已证实使用真菌可以简单有效的生物合成银纳米颗粒,然而,利用红酵母发酵液绿色制备银纳米颗粒的研究鲜见报道。红酵母属于真菌界,广泛存在自然界中,其代谢产物丰富。其显著特点是能生物合成天然红色或黄色色素。因其自身的性质及生化特性,很容易培养,在温和的环境、有适宜的碳源和氮源即可生长。因其能够高产类胡萝卜素和油脂,在医学、食品、化工和农业等方面都有一定的应用。本研究以红酵母菌为原料,与硝酸银溶液反应成功合成了银纳米颗粒,并通过改变反应条件对合成过程进行优化,再用合成的银纳米颗粒,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌进行抗菌活性研究。金黄色葡萄球菌和大肠杆菌都是致病菌,在我们的生活环境中普遍存在,当侵入人体内时,会引发一些炎症,例如呕吐、腹泻,严重可能会致命,使用银纳米颗粒对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌进行抗菌活性的研究,对探寻良好的抗菌剂具有非常重要的意义,为红酵母生物合成银纳米颗粒的深入研究提供理论依据。主要结果如下:(1)采用生物合成法,以红酵母菌株滤液为还原剂及保护剂,AgNO3溶液为前驱体,成功合成了稳定性好、分散性好的银纳米颗粒,尺寸为17.23±4.99 nm。在研究过程中,讨论了AgNO3溶液浓度、红酵母菌龄对合成银纳米颗粒的影响,选出最佳的反应条件,结果表明,培养红酵母48h获取的滤液,加入终浓度为1.5 mM的硝酸银可以产生较多的银纳米颗粒。(2)研究了利用生物合成的银纳米颗粒在金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的抗菌活性的研究,定量地测定了银纳米颗粒对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌的最小抑菌浓度(MBC)和最小杀菌浓度(MIC),得出其对金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度(MIC)为1.375μg/mL,最小杀菌浓度(MBC)为5.5μg/mL,对大肠杆菌的最小抑菌浓度(MIC)为0.6875μg/mL,最小杀菌浓度为1.375μg/mL,证明银纳米颗粒具有良好的抗菌效果,可以作为抗菌剂。综上所述,本研究发现红酵母菌株可以作为微生物绿色合成银纳米颗粒的材料,通过实验优化了AgNO3溶液浓度、红酵母菌龄这两个反应条件,得到了红酵母菌株较为合适合成银纳米颗粒的条件。通过对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌实验,发现生物合成的银纳米颗粒具有良好的抗菌活性。本研究实验发现了红酵母菌株新的生物功能和作用,也为生物合成银纳米颗粒的研究积累了更多的依据。
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