[发明专利]纳米氧化锰产生菌及利用该菌株制备纳米氧化锰的方法

说明书

本发明公开了纳米氧化锰产生菌及利用该菌株制备纳米氧化锰的方法，涉及纳米生物材料领域，基于利用传统物理、化学方法制备纳米氧化锰容易对环境造成危害、操作复杂、生产的纳米氧化锰粒径分布不均匀的问题而提出的，本发明从高锰酸钾生产企业厂区土壤中分离筛选出一株芽孢杆菌cas8，利用芽孢杆菌cas8合成纳米氧化锰，本发明的有益效果在于：对设备要求低，工艺简单，成本低，产物纯度高，环境友好，克服了传统物理、化学方法制备纳米氧化锰易引入杂质，能耗高，产物粒径分布不均匀的缺点。

技术领域

本发明涉及纳米生物材料领域，具体涉及一种纳米氧化锰产生菌及利用该菌株制备纳米氧化锰的方法。

背景技术

纳米锰氧化物以其出色的阳离子交换能力、分子吸附能力以及优异的电学、磁性等特性，在分子筛、离子交换器、磁性材料、高效催化剂、二次电池电极材料、硫化处理剂、电化学电容器、选择性吸附剂和纳米复合材料方面具有广泛的潜在应用价值。

目前，国内外报道的纳米锰氧化物的制备方法可分为物理方法和化学方法，主要包括水热法、溶胶-凝胶法、微乳法、模板法、前驱物法等。水热法制备的纳米氧化锰产物纯度高，晶型和分散性好，但对原料纯度和反应物配比要求苛刻。溶胶-凝胶法合成的材料具有多孔状结构，比表面积大，但实验步骤多、不可控因素多，工业化推广存在一定难度。模板法原理简单，易操作，但所制备的产物纯度不高，对模板溶剂选择要求高。为了拓宽锰氧化物的应用范围，研制操作简便，对设备要求不高，产物纯度高的纳米锰氧化物新制备方法，成了科研工作者和企业研发人员的研究热点。

发明内容

本发明解决的技术问题在于利用传统物理、化学方法制备纳米氧化锰容易对环境造成危害、操作复杂、生产的纳米氧化锰粒径分布不均匀。

本发明是采用以下技术方案解决上述技术问题的：

本发明提供一株纳米氧化锰产生菌，分类命名：芽孢杆菌cas8(Bacillus.sp)，保藏编号：CCTCC M 2018423，保藏日期：2018年7月2日，保藏单位：中国典型培养物保藏中心(CCTCC)，保藏地址：湖北省武汉市武昌区八一路珞珈山。

本发明还提供利用纳米氧化锰产生菌制备纳米氧化锰的方法，包括以下步骤：

(1)菌株芽孢杆菌cas8(Bacillus.sp)的培养：挑取芽孢杆菌cas8(Bacillus.sp)单菌落至YEP培养基中进行恒温振荡培养；

(2)诱导剂的添加：向步骤(1)的培养产物中，加入诱导剂，使诱导剂终浓度为1-3mg/L，继续恒温振荡培养；

(3)高锰酸钾的添加：向步骤(2)的培养产物中，添加KMnO₄溶液，调节KMnO₄终浓度为0.8-1.6wt％，继续恒温振荡培养；

(4)纳米氧化锰的分离提取：取步骤(3)中的培养液离心，弃去上清液，收集菌体沉淀，沉淀重悬于TE缓冲液中，加入溶菌酶至终浓度为5-10mg/mL，37℃水浴20-30min，水浴完成后，利用超声波破碎仪破碎残留菌体，离心收集上清液，随后高速离心，收集沉淀，重溶于TE缓冲液中，即为纳米氧化锰初提物；

(5)纳米氧化锰的纯化：向纳米氧化锰初提物中加入蛋白酶，调节蛋白酶终浓度为2-5mg/mL，37℃水浴30-60min后，低速离心收集上清液，将上清液进行高速离心，收集沉淀，重溶于超纯水中。

优选的，所述步骤(1)中挑取芽孢杆菌cas8(Bacillus.sp)单菌落至含有100mLYEP培养基的锥形瓶中，培养条件为28℃恒温、150-200r/min振荡培养1-2d，培养至菌群数量达到10⁷-10⁸CFU/mL。

优选的，所述步骤(2)中诱导剂为2,4-二硝基苯酚、芹菜素硬脂酸酯、十二烷基磺基甜菜碱、吐温60中的一种或多种。