生物合成纳米晶的研究进展
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米 技 术领 域 的挑 战性课 题 之一 。近几 年来 ，生 物 合 成 纳 米 晶 作为 一种 新颖 且 属于 绿 色化学 范 畴 的方法 已经 受 到 了人 们 的广 泛 重视 。生 物合 成 主要 是利 用 生 物分 子 、微
生 物 、植物 及其 提 取 物 的还 原 特 性 参 与 纳 米 晶 的合 成 ， 具 有原 料来 源 广 ，反应 条件 温 和 ，产物 纳米 颗 粒 不 易 团
Ａｂ ｔａｃ ： Ｂ ｏｓｎｈ ｓｓｏ ａ ｏｃｙｔｌ ａ ａｔ ｕａ ｈ ｒｃｅｓｓ ｃ ｓｂｏ ｏ ｔ ａ．ｅｅ ｔｃ １ ｈ ｔｃ ｅ ｃ ｌａ ｄｏｈ ｒ ｓｒ ｔ ｉ．ｙ ｔｅｉ ｆｎ ｎ —ｒｓａ ｓｐ ｒｃ ｌｒｃ ａａ ｔｒ ｕ ｈ ａ ｉ．ｐｉ １ ｌｃｒ ａ ．ｐ ｏｏ ｈ ｍｉａ ｎ ｔｅ ｈ ｉ ｃ ｉ
摘 要 ：生 物合成纳米材料 具有独特 的生 物光 、电、光化学 等性质 ，为纳 米材料 的应 用开辟 了新
的 应 用 领 域 。 生 物 合 成 主 要 是 利 用 生 物 分 子 、微 生 物 、植 物 及 其 提 取 物 的 还 原 特 性 参 与 纳 米 晶 的 合
成 ，具 有 原 料 来 源 广 ， 反 应 条 件 温 和 ，产 物 纳 米 颗 粒 不 易 团 聚 ， 以及 过 程 加 入 的 化 学 试剂 和 产 生 的 有 毒 副 产 物 少 等 特 点 。生 物 合 成 纳 米 材 料 ，就 是 在 纳 米 颗 粒 的 生 长 环 境 中 加 入 生 物 分 子化 合 物 （ 微
ＦＵ ｎ ｈ ．ＺＨＡＮＧ ｎ ｑ ａ ｇ Ｙｕ ｚ ｉ一 Ｙｏ ｇ ｉ ｎ
（ ．Ｃｏｌｇ ｆＭａｅｉｌ Ｓ ｉｎ ｅａ ｄ Ｃ ｅ ｃ ｌ ｇｎ ｅ ｎ １ ｌ ｅｏ ｔｒ ｓ ｃｅ ｃ ｎ ｈ ｍｉａ ｉｅｒ ｇ，Ｈａｎ ｎＵｎｖｒｉ ，Ｈａｋ ｕ５ ０ ２ ｅ ａ Ｅｎ ｉ ｉａ ｉｅｓｔ ｙ ｉｏ ７ ２ ８，Ｃ ｉａ ｈｎ ） （ ．Ｋｅ ａ ｏａｏｙ ｏ ｌ ｉｓａ ｄ Ｓ ｒａｅ ，Ｉ ｓ ｔｔ ｆＣ ｅ ｓｒ ，Ｃｈｎ ｓ ａ ｅ ｆＳ ｉｎ ｅ ， ２ ｙＬ ｂ ｒｔｒ ｆＣｏｌ ｄ ｎ ｕｆｃｓ ｎ ｔｕｅｏ ｈ ｍｉｔ ｏ ｉ ｙ ｉｅｅＡｃｄ ｍｙｏ ｃｅ ｃ ｓ Ｂ ｉｎ ０ ０ ２ ｈｎ ） ｅ ｉｇ１ ０ ８ ，Ｃ ｉａ ｊ
聚 ，以及合 成过 程加 入 的化 学试 剂 和产 生 的有 毒 副 产物
收 稿 日期 ：２ １ ０ ０ ０～ ５—２ ０ 基 金 项 目 ：国 家 自然 基 金 项 目 （０ ０ ０ ６ ９ ２７２ ）
目（ ｊｊ０ ９—１ ） ｎ ｋ２ ０ ３
海南省教育厅基金项
少 等特 点 。 Ｋ ｏ ｋｗ ｋ ｒｌ ｏ ｓａ等 ｉ 在 ２０ ０ ３年就 指 出利 用生 物体 合成 纳米 晶具 有广 阔的前 景 ，因为 合 成 的纳 米 晶具 有 不 寻常
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１ 前 言
纳 米技 术 开辟 了材 料 和 科 学 领 域 中 新 的研 究 前 沿 ， 物 理 和化学 方 法合 成纳 米 晶 的工艺 技术 都 比较成 熟 ，但 此 类方 法在 合 成纳 米 晶的 同时 也 伴 随 着 对 环 境 的污 染 、
破 坏 等 问题 ，开发 有效 的纳米 晶绿 色合 成 路线 已成 为 纳
中 图分 类 号 ：０ ４ ６８
文 献标 识码 ：Ａ
文章 编 号 ：１７ ３６ （０ １０ ０ ４ ０ ６４— ９２ ２ １ ）３— ０ ７— ７
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ Ｐｒ ｇ ｅ ｓ ｏ ｏ ｙ ｔ ｅ ｉ ｆＮ ａ ｏ Ｃｒ ｓａ ｓ ａ ｃ ｏ ｒ ｓ ｎ Ｂｉ ｓ ｎ ｈ ｓｓ ｏ ｎ － ｙ ｔ ｌ
通 信 作 者 ：付 云 芝 ，女 ， １６ ９ ６年 生 ，副 教 授 ，硕 士 生 导 师
４ ８
中 国材 料进 展
第３ ０卷
的光 学 、化学 、光 电 、电子 属性 。各 种纳 米 和微 米 长度 的无 机材料 的合成工 艺 ，使基 于 生物 合成 的纳米 无 机材
有无 机化 合物形态 的有机 基质 （ 白质 、脂 肪 或多糖 ） 、放线菌和植物 及其提取物 ） ，该化 合物一般 用作 保护剂 吸附 在纳米 颗
粒 的 周 围 ， 以 防 止 纳 米 颗 粒 的 团 聚 ， 同样 ， 又 赋 予 生 物 纳 米 颗 粒 生 物 相 容 性 ，增 加 纳 米 颗 粒 在 生 物
医 学 、食 品检 测 等 上 面 的应 用 。 通 过 对 国 内 外有 关 生 物 纳 米 晶 的 合 成 研 究 文 献 的查 阅 与 归 纳 ，本 文
ｐｏ ｅ ｉｓ ｒ ｐ ｒ ｅ ．ｗｈ ｃ ｖ ｐｅ ｄ ｕｐ ｎｅ ｆｅｄ ｎ ａ ｐｌｃ ｔｏ ｆｎ ｎ ｍａ ｅ ｉｌ． Ｂｉ —ｙ ｔ ｅ ｉ ｆｎａ ｏ ｃ ｙ ｔｌ ｉ ｌ ｅ ｉ — ｔ ｉ ｈ ｈａ ｅ ｏ ｎｅ ｗ ｌ ｓ ｉ ｐ ｉ ａｉｎ ｏ ａ ｏ ｔ ｒａｓ ｉ ｏ ｓ ｎ ｈ ｓｓｏ ｎ ｒ ｓａｓｍａ ｎｙ ｕｓ ｓｂ ｏ
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２ 生 物 合 成 纳 米 晶进 展
生物合 成纳 米 晶 主 要包 括 微 生 物 如 真 菌 、酵母 菌 、
细菌 、放线 菌 和植物 及其 提取 物合 成金 属纳米 晶等 。
２ １ 微 生 物 合 成 纳 米 晶 ．
经被用来 制作纳米 晶 ， 些 微 生物 近 年来 被认 为 是可 能 这
无机 成分组成 的生 物质 来 合成 纳 米 晶。本 文综 述 了 国内
外在 金属纳 米 晶合成 中使用 微 生物 如 真菌 、酵母 菌 、细
菌 、放线菌 和植物及其 提取物 的研究成 果 。
料得 以快速发 展。纳米 晶 的合 成 和组 装将 从 “ 色化 学 ” 绿 角度—— 清洁 、无 毒 和环 保来 考 虑 ，涉 及细 菌 、真 菌等 微生 物 ，甚至 是植 物 。 因此 ，可 以利用 单 细胞 或 多细 胞生 物在细胞 内或细胞外 生产 无机 材料 。Ｓｎｐ 用 ｅ ａ￣ｉ 真菌 生物 与硝酸银 的水溶 液 接触 培养 发 现 ：黄萎 病菌 菌 藻在细胞 内形成银 纳米 晶 ，而枯 萎 病 生物 质在 细 胞外 生 成银 纳米 晶 。微 生 物 中细 菌 、酵 母 、真菌 和放 线 菌都 已
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第３ ０卷 第 ３期 ２１ ０ １年 ３月
中 国 材 料 进 展
Ｍ ＡＴＥＲＩ ＡＬＳ ＣＨＩ ＮＡ
ＶｏＩ３０ Ｎｏ ３ ＿ ．
Ｍａ ． ０ ｌ ｒ ２ １
生 物 合 成 纳 米 晶 的 研 究 进 展
付 云 芝 ， 张 永 强
（ １． 海 南 大 学 材 料 与 化 工 学 院 ，海 南 海 口 ５ ０ ２ ） ７ ２ ８ （ ． 中 国科 学 院 化 学 研 究 所 胶 体 与 界 面 国 家 重 点 实 验 室 北 京 １０ ８ ） ２ ００２
的环境友好 型 “ 纳米 工 厂” 。细胞 内纳米 晶 的形成 率和 大
各 种微 生物 的活体 可 以用来 制备 纳 米材 料 ，其 中起 主要作 用 的 是各 种 蛋 白质 、还 原 酶 、萘 醌 和 蒽 醌 等 物 质 。如 Ｍｕ ｈｑ ｅ等… 用黄 萎病 菌 还原 Ａ Ｃ 水 溶液 制 ｋｅ ｅ ｕ ｈ一
对微生物 、植物 及其提取物等 生物合成纳米 晶的方法进行 了综述 ，并对不 同生物还 原法所合成 的纳
米 晶 的 特 性 进 行 了 归 纳 和 展 望 ，以 期 对 生 物 合成 纳 米 晶 的研 究 提 供 参 考 。
付 云芝
关 键 词 ：生物合成纳米 晶 ；微生物 ；植 物及其提取物
ｅ ｅ ｏ ｓｕ ｎ ｂｉｓ ｎｔ ｓｓ ｏ ｎ — ｒ ｓａ ． ｎｃ ｓ ｔ ｔｄｙ ｏ ｏ ｙ ｈｅ ｉ ｆｎａ ｏ ｃ ｔ１ ｙ
Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ：ｂｏｙ ｔｅｉ ｏ ａ ｏｃ ｓａ；ｍｉｒｏｇ ｎｓ ｉｓ ｎｈ ｓ ｆ ｎ —ｒ ｔｌ ｃｏ ｒａ ｉｍ；ｐａ ｔ ａ ｄ ｔｅｒｅｔａ ｔ ｓ ｎ ｙ ｌｎｓ ｎ ｈ ｉ ｘｒｃｓ
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生 物 、植物 及其 提 取 物 的还 原 特 性 参 与 纳 米 晶 的合 成 ， 具 有原 料来 源 广 ，反应 条件 温 和 ，产物 纳米 颗 粒 不 易 团
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摘 要 ：生 物合成纳米材料 具有独特 的生 物光 、电、光化学 等性质 ，为纳 米材料 的应 用开辟 了新
的 应 用 领 域 。 生 物 合 成 主 要 是 利 用 生 物 分 子 、微 生 物 、植 物 及 其 提 取 物 的 还 原 特 性 参 与 纳 米 晶 的 合
成 ，具 有 原 料 来 源 广 ， 反 应 条 件 温 和 ，产 物 纳 米 颗 粒 不 易 团 聚 ， 以及 过 程 加 入 的 化 学 试剂 和 产 生 的 有 毒 副 产 物 少 等 特 点 。生 物 合 成 纳 米 材 料 ，就 是 在 纳 米 颗 粒 的 生 长 环 境 中 加 入 生 物 分 子化 合 物 （ 微
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收 稿 日期 ：２ １ ０ ０ ０～ ５—２ ０ 基 金 项 目 ：国 家 自然 基 金 项 目 （０ ０ ０ ６ ９ ２７２ ）
目（ ｊｊ０ ９—１ ） ｎ ｋ２ ０ ３
海南省教育厅基金项
少 等特 点 。 Ｋ ｏ ｋｗ ｋ ｒｌ ｏ ｓａ等 ｉ 在 ２０ ０ ３年就 指 出利 用生 物体 合成 纳米 晶具 有广 阔的前 景 ，因为 合 成 的纳 米 晶具 有 不 寻常
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１ 前 言
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破 坏 等 问题 ，开发 有效 的纳米 晶绿 色合 成 路线 已成 为 纳
中 图分 类 号 ：０ ４ ６８
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文章 编 号 ：１７ ３６ （０ １０ ０ ４ ０ ６４— ９２ ２ １ ）３— ０ ７— ７
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中 国材 料进 展
第３ ０卷
的光 学 、化学 、光 电 、电子 属性 。各 种纳 米 和微 米 长度 的无 机材料 的合成工 艺 ，使基 于 生物 合成 的纳米 无 机材
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２ 生 物 合 成 纳 米 晶进 展
生物合 成纳 米 晶 主 要包 括 微 生 物 如 真 菌 、酵母 菌 、
细菌 、放线 菌 和植物 及其 提取 物合 成金 属纳米 晶等 。
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经被用来 制作纳米 晶 ， 些 微 生物 近 年来 被认 为 是可 能 这
无机 成分组成 的生 物质 来 合成 纳 米 晶。本 文综 述 了 国内
外在 金属纳 米 晶合成 中使用 微 生物 如 真菌 、酵母 菌 、细
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料得 以快速发 展。纳米 晶 的合 成 和组 装将 从 “ 色化 学 ” 绿 角度—— 清洁 、无 毒 和环 保来 考 虑 ，涉 及细 菌 、真 菌等 微生 物 ，甚至 是植 物 。 因此 ，可 以利用 单 细胞 或 多细 胞生 物在细胞 内或细胞外 生产 无机 材料 。Ｓｎｐ 用 ｅ ａ￣ｉ 真菌 生物 与硝酸银 的水溶 液 接触 培养 发 现 ：黄萎 病菌 菌 藻在细胞 内形成银 纳米 晶 ，而枯 萎 病 生物 质在 细 胞外 生 成银 纳米 晶 。微 生 物 中细 菌 、酵 母 、真菌 和放 线 菌都 已
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第３ ０卷 第 ３期 ２１ ０ １年 ３月
中 国 材 料 进 展
Ｍ ＡＴＥＲＩ ＡＬＳ ＣＨＩ ＮＡ
ＶｏＩ３０ Ｎｏ ３ ＿ ．
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生 物 合 成 纳 米 晶 的 研 究 进 展
付 云 芝 ， 张 永 强
（ １． 海 南 大 学 材 料 与 化 工 学 院 ，海 南 海 口 ５ ０ ２ ） ７ ２ ８ （ ． 中 国科 学 院 化 学 研 究 所 胶 体 与 界 面 国 家 重 点 实 验 室 北 京 １０ ８ ） ２ ００２
的环境友好 型 “ 纳米 工 厂” 。细胞 内纳米 晶 的形成 率和 大
各 种微 生物 的活体 可 以用来 制备 纳 米材 料 ，其 中起 主要作 用 的 是各 种 蛋 白质 、还 原 酶 、萘 醌 和 蒽 醌 等 物 质 。如 Ｍｕ ｈｑ ｅ等… 用黄 萎病 菌 还原 Ａ Ｃ 水 溶液 制 ｋｅ ｅ ｕ ｈ一
对微生物 、植物 及其提取物等 生物合成纳米 晶的方法进行 了综述 ，并对不 同生物还 原法所合成 的纳
米 晶 的 特 性 进 行 了 归 纳 和 展 望 ，以 期 对 生 物 合成 纳 米 晶 的研 究 提 供 参 考 。
付 云芝
关 键 词 ：生物合成纳米 晶 ；微生物 ；植 物及其提取物
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