Hvad er biosyntesen af nanopartikler?
Nanopartikler har fået betydelig betydning i det tidlige 21. århundrede på grund af udvidelsen af nanoteknologiindustrien, og meget forskning er gået i at finde billige, praktiske og sikre produktionsmetoder. Biosyntesen af nanopartikler - produktion af nanopartikler ved levende organismer eller materiale af biologisk oprindelse - er en rute, der viser en masse løfte. Der er en række typer biosyntese, der kan anvendes - for eksempel kan nanopartikler syntetiseres ved hjælp af levende bakterier eller svampe eller ved hjælp af planteekstrakter. Disse teknikker kan give fordele i forhold til mere traditionelle metoder til at syntetisere nanopartikler, fordi de er miljøvenlige, kan finde sted omkring stuetemperatur eller lavere og kræver lidt indgreb eller input af energi. De involverede organismer er generelt let dyrket i enkle organiske medier, er en vedvarende ressource og kan normalt simpelthen overlades til at udføre deres arbejde.
Det har længe været kendt, att Forskellige organismer kunne syntetisere uorganiske partikler, herunder silica og calciumcarbonat eller kridt. Mange mikroorganismer er i stand til at reducere metalioner til metal. Nogle bakterier kan producere magnetisk materiale ved reduktion af jernforbindelser og inkorporere magnetiske nanopartikler i kroppe kendt som magnetosomer i deres celler. Interessen for disse mikrobielle aktiviteter har ført til udviklingen af teknologier designet til at muliggøre biosyntesen af nanopartikler.
Sølv- og guld -nanopartikler er af særlig interesse, da de har en lang række mulige anvendelser, og hovedfokus for forskning i biosyntesen af nanopartikler har været på disse metaller. Selvom metallerne i deres mere kendte former ikke er meget reaktive, er de - som mange stoffer - meget mere reaktive i nanopartikelform. Dette skyldes stort set det meget højere overfladeareal til volumen rotteio. Sølv- og guld-nanopartikler kan bruges som katalysatorer, antibakterielle midler, lægemiddelafgivelsessystemer, anticancerbehandlinger og til overvågning af forskellige biokemikalier.
En række typer bakterier er blevet anvendt med succes i biosyntesen af nanopartikler. Dette kan finde sted både intracellulært - inde i levende celler - og ekstracellulært - uden for cellerne. En stamme af den let tilgængelige bakterie Escherichia coli har vist sig at producere intracellulære og ekstracellulære sølv nanopartikler, når en opløsning af sølvnitrat (Agno 3 ) føjes til dets vækstmedium. En række andre bakterier, inklusive cyanobakterier, kan også producere sølvnanopartikler fra sølvnitrat. Det menes, at bakterierne bruger nitratanionen (ingen 3 -) som en kilde til nitrogen, hvilket efterlader metallisk sølv.
Guldnanopartikler er syntetiseret af bakterier fra vandopløselige guld-chlorforbindelser kendt somChloroaurater, der har en AUCL 4 - anion. En række forskellige bakterier er blevet brugt med succes til dette formål, og nanopartikler kan produceres i og uden for bakteriecellerne. I nogle tilfælde kan formen på de producerede guld nanopartikler kontrolleres ved at justere pH i mediet.
svampe og blomstrende planter er også blevet anvendt eksperimentelt til at syntetisere nanopartikler. Forberedelser fra flere arter af aspergillus og andre forme såvel som mindst en art af spiselig svamp har vist sig at producere ekstracellulære nanopartikler af både sølv og guld. Ekstrakter fra et antal blomstrende planter, herunder aloe vera og pelargonium graveolens , en type geranium, er blevet observeret at danne sølv- og guld nanopartikler på blanding med passende opløselige forbindelser af disse metaller.