[发明专利]一种利用芽孢杆菌体内还原制备纳米银颗粒的方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米银材料制备领域，具体涉及通过对芽孢杆菌在硝酸银溶液中生长培养在菌体内制备纳米银颗粒的方法。

背景技术

纳米银是一种典型的纳米材料，因其具有量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应，从而呈现出不同于普通材料的光、电、磁、热力学和化学反应等方面的奇异性能，广泛应用在化工、医药、抗菌、冶金、航空、航天、电子等领域，具有广阔的应用前景。

纳米银颗粒的传统制备方法主要是物理法和化学法，物理法合成纳米银能耗高，纳米银颗粒在存放过程中容易发生自聚；化学法所用的化学试剂在一定程度上对人体和环境都有危害，有的稳定剂或分散剂甚至有致癌性。因此，具有操作简单、反应温和、绿色环保等优势的生物还原法就应运而生。

研究发现，细菌、放线菌、真菌和植物等都可以用来合成纳米银材料，细菌因其具有生长繁殖快，对环境、温度、压力和酸度的适应性强等特点，在制备纳米银方面得到广泛的关注。目前，细菌制备纳米银的方法有3种：采用微生物的培养上清液、采用菌体浸泡液、采用菌体和硝酸银溶液的浸泡液。这些方法均利用溶液中的还原物质将银离子还原为单质银，制备的纳米银颗粒粒径大，分布不均匀。而通过对生长在硝酸银溶液中的芽孢杆菌的培养，在菌体内制备纳米银颗粒的方法未见报道。

发明内容

本发明目的是解决目前细菌制备纳米银的方法存在颗粒粒径大和分布不均匀的问题，而提供一种利用芽孢杆菌体内还原制备纳米银颗粒的方法。

利用芽孢杆菌体内还原制备纳米银颗粒的方法，按以下步骤进行：

一、取1接菌环芽孢杆菌，接种在含有200ml LB培养基的锥形瓶里，在37℃，120r/min的振荡培养箱中培养20-24h，获得培养液；

二、向培养液中加入5ml10mM AgNO₃溶液，在37℃，120r/min的振荡培养箱中避光培养5-25天，获得菌液；

三、菌液在5000r/min的条件下离心10min，收集菌体，然后超声破碎，再在15000r/min的条件下离心5min，除去细胞碎片，得到粒径为5～15nm的纳米银颗粒，即完成利用芽孢杆菌体内还原制备纳米银颗粒；

其中步骤一中芽孢杆菌为解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）zxw01，它已在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心保藏，保藏编号为CGMCC No.8464，保藏时间为2013年11月11日，保藏地址为北京市朝阳区北辰路1号院3号。

本发明通过对生长在硝酸银溶液中的芽孢杆菌的培养在菌体内制备了纳米银颗粒，芽孢杆菌菌体内合成的纳米银粒径分布窄并且不易团聚，在合成过程中不采用任何表面活性剂、保护剂和交联剂；与传统的物理、化学方法制备纳米银存在成本高、操作复杂和所用的化学试剂对人体和环境都有危害等问题相比，本发明提供了一种成本低廉、操作简单和环境友好的纳米银制备方法，并且制备的纳米银颗粒粒径分布窄，分布在5～15nm，不易团聚，有良好的生物相容性，易于收集和保存并且可以扩大化生产。

本发明中利用芽孢杆菌体内还原制备的纳米银颗粒，在纳米银浓度相同的条件下，作用时间越长，抑菌率越高，因此能够用于制备各种抗菌剂，应用于制造抗菌陶瓷、常规保鲜膜、医用敷料等。

本发明中制备的纳米银颗粒，能够替代超细银粉做电子浆料，制成的导电胶，可以节省银粉50%，用这种导电胶焊接金属和陶瓷，涂层表面非常平整；也能够用于制备电极，可以增大电极与液体或气体直接的接触面积，提高电池的效率，有利于电池的小型化。还能够以纳米银颗粒作为酶的载体材料，实现酶的直接电子转移，提高生物传感器的灵敏度。

附图说明

图1为实施例中制备的纳米银颗粒的透射电子显微镜图；

图2为实施例中制备的纳米银颗粒的X-射线衍射图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。

具体实施方式一：本实施方式利用芽孢杆菌体内还原制备纳米银颗粒的方法，按以下步骤进行：

一、取1接菌环芽孢杆菌，接种在含有200ml LB培养基的锥形瓶里，在37℃，120r/min的振荡培养箱中培养20-24h，获得培养液；

二、向培养液中加入5ml10mM AgNO₃溶液，在37℃，120r/min的振荡培养箱中避光培养25天，获得菌液；