Wat is de biosynthese van nanodeeltjes?

Nanodeeltjes hebben in de vroege 21e eeuw veel belang gewonnen vanwege de uitbreiding van de nanotechnologie -industrie, en veel onderzoek is gegaan naar het vinden van goedkope, handige en veilige productiemethoden.De biosynthese van nanodeeltjes mdash;Productie van nanodeeltjes door levende organismen of materiaal van biologische oorsprong mdash;is een route die veel belofte toont.Er zijn een aantal soorten biosynthese die kunnen worden gebruikt mdash;Nanodeeltjes kunnen bijvoorbeeld worden gesynthetiseerd met behulp van levende bacteriën of schimmels, of het gebruik van plantenextracten.Deze technieken kunnen voordelen bieden ten opzichte van meer traditionele methoden om nanodeeltjes te synthetiseren omdat ze milieuvriendelijk zijn, kunnen plaatsvinden rond kamertemperatuur of lager en weinig interventie of input van energie vereisen.De betrokken organismen zijn over het algemeen gemakkelijk te kweken in eenvoudige organische media, zijn een hernieuwbare hulpbron en kunnen meestal gewoon worden overgelaten om hun werk te doen.

Het is al lang bekend dat verschillende organismen anorganische deeltjes kunnen synthetiseren, waaronder silica en calciumcarbonaat, ofkrijt.Veel micro -organismen kunnen metaalionen tot metaal verminderen.Sommige bacteriën kunnen magnetisch materiaal produceren door de reductie van ijzerverbindingen, met magnetische nanodeeltjes in lichamen die bekend staan als magnetosomen in hun cellen.De interesse in deze microbiële activiteiten heeft geleid tot de ontwikkeling van technologieën die zijn ontworpen om de biosynthese van nanodeeltjes mogelijk te maken.

zilver- en gouden nanodeeltjes zijn van bijzonder belang, omdat ze een breed scala aan mogelijke toepassingen hebben en de belangrijkste focus van onderzoek naar de biosthesevan nanodeeltjes is op deze metalen geweest.Hoewel de metalen in hun meer bekende vormen niet erg reactief zijn, zijn ze mdash;Zoals veel stoffen mdash;Veel reactiever in nanodeeltjesvorm.Dit is grotendeels te wijten aan het veel hogere oppervlak tot volumeverhouding.Zilveren en gouden nanodeeltjes kunnen worden gebruikt als katalysatoren, antibacteriële middelen, medicijnafgiftesystemen, anti-kankerbehandelingen en bij het monitoren van verschillende biochemicaliën.

Een aantal soorten bacteriën zijn met succes gebruikt in de biosynthese van nanodeeltjes.Dit kan zowel intracellulair mdash plaatsvinden;Binnen levende cellen mdash;en extracellulair mdash;buiten de cellen.Er is gebleken dat één stam van de direct beschikbare bacterie Escherichia coli intracellulaire en extracellulaire zilveren nanodeeltjes produceert wanneer een oplossing van zilvernitraat (Agno ₃ ) wordt toegevoegd aan het groeimedium.Een aantal andere bacteriën, waaronder cyanobacteriën, kunnen ook zilveren nanodeeltjes uit zilvernitraat produceren.Er wordt gedacht dat de bacteriën het nitraatanion (NO ₃ ^-) gebruiken als een bron van stikstof, waardoor metaalzilver achterblijft.

Gouden nanodeeltjes zijn gesynthetiseerd door bacteriën van in water oplosbare goud-chloorverbindingen bekend als chloroauraten,met een AUCL ₄ ^- anion.Een aantal verschillende bacteriën zijn voor dit doel met succes gebruikt en nanodeeltjes kunnen binnen en buiten de bacteriecellen worden geproduceerd.In sommige gevallen kan de vorm van de geproduceerde gouden nanodeeltjes worden geregeld door de pH van het medium aan te passen.

Fungi en bloeiende planten zijn ook experimenteel gebruikt om nanodeeltjes te synthetiseren.Preparaten van verschillende soorten Aspergillus en andere schimmels, evenals ten minste één soorten eetbare paddestoel zijn gevonden om extracellulaire nanodeeltjes van zowel zilver als goud te produceren.Extracten uit een aantal bloeiende planten, waaronder aloë vera en pelargoniumgraveolens , een soort geranium, is waargenomen dat ze zilver en gouden nanodeeltjes vormen op mengen met geschikte oplosbare verbindingen van deze metalen.