Qual è la biosintesi delle nanoparticelle?

Le nanoparticelle hanno acquisito notevole importanza all'inizio del 21 ° secolo a causa dell'espansione del settore delle nanotecnologie e molte ricerche sono andate a trovare metodi di produzione economici, convenienti e sicuri. La biosintesi delle nanoparticelle - la produzione di nanoparticelle da parte di organismi viventi o materiale di origine biologica - è una via che mostra molte promesse. Esistono numerosi tipi di biosintesi che possono essere impiegati, ad esempio, le nanoparticelle possono essere sintetizzate usando batteri o funghi viventi o usando estratti di piante. Queste tecniche possono offrire vantaggi rispetto ai metodi più tradizionali per sintetizzare le nanoparticelle perché sono rispettose dell'ambiente, possono avvenire attorno a temperatura ambiente o inferiore e richiedono scarso intervento o input di energia. Gli organismi coinvolti sono generalmente facilmente coltivati ​​in semplici media organici, sono una risorsa rinnovabile e di solito possono essere semplicemente lasciati fare il proprio lavoro.

È noto da tempo thaT vari organismi potrebbero sintetizzare particelle inorganiche, tra cui silice e carbonato di calcio o gesso. Molti microrganismi sono in grado di ridurre gli ioni metallici al metallo. Alcuni batteri possono produrre materiale magnetico mediante la riduzione dei composti di ferro, incorporando nanoparticelle magnetiche in corpi noti come magnetosomi all'interno delle loro cellule. L'interesse per queste attività microbiche ha portato allo sviluppo di tecnologie progettate per consentire la biosintesi delle nanoparticelle.

Le nanoparticelle d'argento e d'oro sono di particolare interesse, in quanto hanno una vasta gamma di possibili applicazioni e l'obiettivo principale della ricerca sulla biosintesi delle nanoparticelle è stato su questi metalli. Sebbene i metalli nelle loro forme più familiari non siano molto reattivi, sono - come molte sostanze - molto più reattive in forma di nanoparticelle. Ciò è in gran parte dovuto alla superficie molto più alta al ratto di volumeio. Le nanoparticelle d'argento e oro possono essere utilizzate come catalizzatori, agenti antibatterici, sistemi di rilascio di farmaci, trattamenti anti-cancro e nel monitoraggio di vari biochimici.

Numerosi tipi di batteri sono stati impiegati con successo nella biosintesi delle nanoparticelle. Questo può avvenire sia per via intracellulare, all'interno delle cellule viventi - e extracellulare - al di fuori delle cellule. È stato scoperto che un ceppo del batterio prontamente disponibile escherichia coli produce nanoparticelle d'argento intracellulari ed extracellulari quando viene aggiunta una soluzione di nitrato d'argento (Agno ₃ ). Numerosi altri batteri, inclusi i cianobatteri, possono anche produrre nanoparticelle d'argento dal nitrato d'argento. Si pensa che i batteri utilizzino l'anione del nitrato (no ₃ -) come fonte di azoto, lasciando l'argento metallico.

nanoparticelle d'oro sono state sintetizzate da batteri da composti cloro oro solubili in acqua noti comeChloroaurates, che presentano un anione AUCL ₄ -. Numerosi batteri diversi sono stati usati con successo per questo scopo e le nanoparticelle possono essere prodotte all'interno e all'esterno delle cellule batteriche. In alcuni casi, la forma delle nanoparticelle d'oro prodotte può essere controllata regolando il pH del mezzo.

Funghi e piante da fiore sono stati anche usati sperimentalmente per sintetizzare nanoparticelle. Sono stati trovati preparativi da diverse specie di aspergillus e altri stampi, nonché almeno una specie di funghi commestibili produce nanoparticelle extracellulari di argento e oro. Estratti da un certo numero di piante da fiore, tra cui aloe vera e pelargonium graveolens , un tipo di geranio, sono stati osservati per formare nanoparticelle d'argento e oro al momento della miscelazione con adeguati composti solubili di questi metalli.