细菌共培养体系合成纳米硒特性

作     者：李严 杨婧 吴炜泽 龚静熙 戴春晓 曲媛媛 LI Yan;YANG Jing;WU Weize;GONG Jingxi;DAI Chunxiao;QU Yuanyuan

作者机构：大连理工大学环境学院工业生态与环境工程教育部重点实验室大连116024 

出 版 物：《应用与环境生物学报》 (Chinese Journal of Applied and Environmental Biology)

年 卷 期：2022年第28卷第2期

页      面：379-386页

核心收录：

学科分类：08[工学] 09[农学] 0901[农学-作物学] 0836[工学-生物工程] 090102[农学-作物遗传育种] 

基　　金：国家自然科学基金项目(31970107) 尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室开放课题(QAK201943) 家重点研发计划项目(2018YFC1602306)资助 

主　　题：纳米硒 共培养体系 生物合成 表面响应法 SeO_(3)^(2-) 还原 

摘      要：生物合成纳米硒(SeNPs)具有环境友好、安全低毒等特点,备受关注.目前研究主要集中在纯菌体系,但其存在亚硒酸盐转化率低、耐受性差等问题,因此研究新的纳米硒高效合成体系非常必要.选取实验室前期筛选得到的两株纳米硒合成细菌Alcaligenes ***和Providencia ***,分别考察了单菌株及共培养体系(双菌株)对SeO_(3)^(2-)的还原能力及其高浓度耐受性.结果表明,共培养体系还原SeO_(3)^(2-)的能力强于单菌株培养且耐受性明显更好,能够在20 mmol/L SeO_(3)^(2-)浓度下仍然保持33.01%的还原率.利用表面响应法对共培养体系还原SeO_(3)^(2-)合成SeNPs的条件进行了优化,结果表明在2.18 mmol/L SeO_(3)^(2-)以及pH 6.83还原条件下还原率最高,达到了97.09%.X射线衍射(XRD)分析发现共培养体系合成的SeNPs为六方晶型结构;扫描电镜(SEM)显示形貌主要为球形和伪球形;动态光散射(DLS)结果显示SeNPs平均粒径为18.07 nm,分散性良好,分布均匀且具有较好的稳定性.通过对比单菌株及共培养体系中谷胱甘肽(GSH)含量变化可知,在还原后期共培养体系中GSH分泌量更高,更利于SeO_(3)^(2-)还原.傅里叶变换红外光谱(FTIR)结果显示氨基、羧基等官能团参与了SeO_(3)^(2-)还原及稳定过程.分别对添加及未添加SeO_(3)^(2-)的共培养体系进行X射线光电子能谱(XPS)分析,结果表明共培养体系中合成的红色物质为单质纳米硒颗粒,且Se(II)可能是还原过程的中间产物.本研究表明共培养体系相较于单菌株培养具有SeO_(3)^(2-)还原率高、耐受性好等优势,结果可为生物SeNPs的高效合成及共培养体系的实际应用提供理论参考.(图9表3参34)