生物合成纳米TiO2

2022年12月09日

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指南

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本文系统综述了纳米二氧化钛的生物合成研究进展，重点阐述微生物（细菌、真菌、乳杆菌等）及植物提取物（姜黄、胡芦巴、苹果果皮、番石榴叶、绿豆、番荔枝等）在锐钛矿、金红石和板钛矿三种晶型纳米TiO₂制备中的应用。文章指出，生物合成法相较化学法更具环境友好性与稳定性，可有效抑制颗粒聚集；其机制涉及生物吸附、胞外还原/氧化、酶促反应（如酿酒酵母中氧化物酶）、金属络合与蛋白包裹等。影响因素包括pH、ORP、温度及前驱体性质。所获纳米TiO₂展现出抗菌、抗氧化、抗生物膜、促进植物生长及抗癌（如MG63细胞毒活性）等多重功能，凸显其在医药、农业与环境领域的应用潜力。

生命系统参与了纳米颗粒的生产，与化学合成的纳米颗粒相比，纳米颗粒更稳定。使用微生物合成的纳米颗粒由于存在更多的排斥力而具有较少的聚集行为。纳米颗粒的用途主要取决于其大小、形状以及稳定性。因此，研究人员将重点放在能够满足标准的纳米颗粒的生物合成上。

利用生物制剂可以制备天然存在的锐钛矿型、金红石型和板钛矿型三种不同晶型的纳米二氧化钛。人们对纳米颗粒的生物合成进行了广泛的研究。纳米颗粒的生物合成是纳米技术领域中发展迅速的领域之一。关于利用细菌、真菌、藻类、植物材料和酶生物合成纳米颗粒的各种报告都有。

微生物合成纳米粒子的机制包括生物吸收、金属的胞外络合或沉淀、生物积累、外排系统、以及通过还原或氧化改变溶解性和毒性以及缺乏特定的金属运输系统。微生物的负动电势、生物吸附和生物还原能力使其适合于合成纳米颗粒。有关于利用真菌病原菌尖孢镰刀菌合成纳米二氧化钛的信息。酿酒酵母和乳杆菌。已有研究表明，利用氢氧化钛可以制备出30 nm和18 nm的纳米二氧化钛。研究发现，能源、pH和总氧化还原电位是影响纳米二氧化钛合成的重要因素，而在酿酒酵母中，氧化物酶起着重要作用。利用姜黄植物提取物中的萜类、黄酮类和蛋白质的含量，合成了锐钛矿型的纳米二氧化钛。

胡芦巴(Trigonella foenum graecum(L.)研究了合成具有抗菌性能的纳米二氧化钛。报道了以苹果果皮提取物和前驱体二氧化钛为原料合成金红石型纳米二氧化钛的方法。研究发现，番荔枝化学成分中羟基的存在是导致氢氧化钛脱水生成二氧化钛并稳定纳米颗粒的原因。以绿豆为原料制备的纳米二氧化钛对MG 63骨肉瘤细胞具有抗菌、抗氧化和细胞毒活性。由皱纹乳杆菌产生的二氧化钛纳米颗粒被发现可以减少生物被膜的形成，溶血素和尿素酶也是导致病原体产生多药耐药能力的因素。乳杆菌之间的静电相互作用。金属团簇对金属纳米颗粒的合成起着重要作用。研究了枯草芽孢杆菌介导的锐钛矿型二氧化钛纳米粒子的制备。

番石榴叶提取物介导的纳米二氧化钛具有抗氧化和抗菌活性。番石榴叶提取物含有酒精、伯胺和芳香胺，有助于合成纳米二氧化钛。以黄曲霉TFR7和块状二氧化钛为原料制备纳米二氧化钛，并以10 mg/L的剂量对绿豆进行叶面喷施。这种真菌介导的二氧化钛被发现可以提高绿豆的活力指数。真菌分泌的盖蛋白起到包裹纳米颗粒的作用，而相关蛋白则参与前体盐的矿化。据报道，黑曲霉和图宾曲霉tfr-5也有能力生产纳米二氧化钛。S。

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TiO 2纳米颗粒在降低染料和药物毒性中的作用