Was ist die Biosynthese von Nanopartikeln?

Nanopartikel haben im frühen 21. Jahrhundert aufgrund der Expansion der Nanotechnologiebranche von großer Bedeutung gewonnen, und es ist viel Forschung in die Suche nach billigen, bequemen und sicheren Produktionsmethoden. Die Biosynthese von Nanopartikeln - die Produktion von Nanopartikeln durch lebende Organismen oder das Material biologischer Herkunft - ist eine Route, die vielversprechend zeigt. Es gibt eine Reihe von Arten von Biosynthese, die verwendet werden können - zum Beispiel können Nanopartikel unter Verwendung lebender Bakterien oder Pilze oder mit Pflanzenextrakten synthetisiert werden. Diese Techniken können Vorteile gegenüber traditionelleren Methoden zur Synthese von Nanopartikeln bieten, da sie umweltfreundlich sind, um Raumtemperatur oder niedrigeren Raumtemperaturen stattfinden und wenig Eingriff oder Energieeingabe erfordern. Die beteiligten Organismen sind im Allgemeinen in einfachen organischen Medien leicht kultiviert, sind eine erneuerbare Ressource und können normalerweise einfach für ihre Arbeit gelassen werden.

Es ist seit langem bekanntT verschiedene Organismen könnten anorganische Partikel synthetisieren, einschließlich Kieselsäure und Calciumcarbonat oder Kreide. Viele Mikroorganismen können Metallionen auf Metall reduzieren. Einige Bakterien können durch die Reduktion von Eisenverbindungen magnetisches Material produzieren und magnetische Nanopartikel in Körper einbeziehen, die als Magnetosomen in ihren Zellen bekannt sind. Das Interesse an diesen mikrobiellen Aktivitäten hat zur Entwicklung von Technologien geführt, um die Biosynthese von Nanopartikeln zu ermöglichen.

Silber- und Gold -Nanopartikel sind von besonderem Interesse, da sie eine breite Palette möglicher Anwendungen aufweisen, und der Schwerpunkt der Forschung auf die Biosynthese von Nanopartikeln lag auf diesen Metallen. Obwohl die Metalle in ihren bekannteren Formen nicht sehr reaktiv sind, sind sie - wie viele Substanzen - in Nanopartikelform viel reaktiver. Dies ist hauptsächlich auf die viel höhere Oberfläche zurückzuführen, um Ratten zu übertragenio. Silber- und Goldnanopartikel können als Katalysatoren, antibakterielle Mittel, Arzneimittelabgabesysteme, Krebsbehandlungen und bei der Überwachung verschiedener Biochemikalien verwendet werden.

Eine Reihe von Bakterienarten wurde in der Biosynthese von Nanopartikeln erfolgreich eingesetzt. Dies kann sowohl intrazellulär - in lebenden Zellen - als auch extrazellulär - außerhalb der Zellen stattfinden. Ein Stamm des leicht verfügbaren Bakteriums -Escherichia coli wurde als intrazelluläre und extrazelluläre Silbernanopartikel produziert, wenn eine Lösung von Silbernitrat (AGNO ₃ ) zu seinem Wachstumsmedium hinzugefügt wird. Eine Reihe anderer Bakterien, einschließlich Cyanobakterien, kann auch Silbernanopartikel aus Silbernitrat produzieren. Es wird vermutet, dass die Bakterien das Nitratanion (nein ₃ -) als Stickstoffquelle verwenden, wobei Metallic Silber bleibt.

Goldnanopartikel wurden durch Bakterien aus wasserlöslichen Goldchlorverbindungen synthetisiertChloraurate, die ein Aucl ₄ ^- -Anion aufweisen. Für diesen Zweck wurde eine Reihe verschiedener Bakterien erfolgreich eingesetzt und innerhalb und außerhalb der Bakterienzellen können Nanopartikel hergestellt werden. In einigen Fällen kann die Form der erzeugten Goldnanopartikel durch Einstellen des pH -Werts des Mediums gesteuert werden.

Pilze und Blütenpflanzen wurden ebenfalls experimentell verwendet, um Nanopartikel zu synthetisieren. Es wurde festgestellt, dass die Präparate mehrerer Arten von Aspergillus und anderen Formen sowie mindestens eine Art essbarer Pilze extrazelluläre Nanopartikel von Silber und Gold produzieren. Extrakte aus einer Reihe von Blütenpflanzen, einschließlich Aloe Vera und Pelargonium graveolens , eine Art von Geranium, wurde beobachtet, um Silber- und Goldnanopartikel beim Mischen mit geeigneten, löslichen Verbindungen dieser Metalle zu bilden.