本发明专利技术涉及纳米材料，具体地说是一种铬－磷纳米材料的生产方法，是利用海洋玫瑰菌属（Ｒｏｓｅｏｂａｃｔｅｒ）细菌高密度发酵得到大量细胞，对细胞进行破碎后用密度梯度离心法对其中的纳米材料进行纯化，冷冻干燥得到新型铬－磷（Ｃｒ－Ｐ）纳米材料。利用该发明专利技术进行高密度发酵每升发酵液可得到铬－磷纳米材料１．８×１０↑［１２］个／升，该纳米材料大小均匀、形状规则，组分为铬－磷（Ｃｒ－Ｐ），以前从未见报道，是一种新型纳米材料。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及纳米材料，具体地说是一种铬-磷纳米材料的生产方法，即利用海洋玫瑰菌属(Roseobacter)细菌大批量生产新型铬-磷(Cr-P)纳米材料的方法。
技术介绍
纳米材料的研究及开发体现着一个国家的科技水平、并对国民经济发展具有重大的战略意义。目前国内外纳米材料的生产方法主要有化学法和物理法两种；化学法和物理法合成的纳米材料都存在着晶体不均匀且其均一性很差的弱点。近年来，一种新型的纳米材料合成法-利用生物合成纳米材料已经成为可能，其主要代表是趋磁细菌；趋磁细菌合成的磁性纳米材料-磁小体大小均匀、形状规则、单磁畴、分散性好等特点使其成为重要的生物源纳米材料。但由于趋磁细菌营养要求苛刻，微好氧等特点使其很难培养，磁小体的大量生产有一定的困难。玫瑰菌属(Roseobacter)属于α-变形菌纲，是海洋异养细菌的最大组分之一，占海洋浮游细菌的16％，广泛分布于从温带到极地的海域。
技术实现思路
为了克服现有的纳米材料生产方法中物理法和化学法产品均一性差、不均匀的缺点及生物法产量较低的不足，本专利技术提供的是一种产品质量好、生产过程简单的铬-磷纳米材料的生产方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为利用海洋玫瑰菌属细菌高密度发酵后，对细胞进行破碎，从破碎液中纯化得到铬-磷纳米材料。所述海洋玫瑰菌属细菌高密度发酵过程为，接种海洋玫瑰菌属细菌种子培养液于发酵罐中，采用改进的2216E培养基进行发酵，24℃～30℃，150～200rpm，3～5升/分钟通气量，培养48～72小时；改进的2216E培养基重量组成为0.3％～0.6％蛋白胨，0.1％～0.2％酵母膏，50～100umol/l奎尼酸铁，海水1000ml，pH6.5～7.2。较佳的发酵条件为，24℃，200rpm，3升/分钟通气量，培养48小时；较佳的2216E培养基重量组成为，0.5％蛋白胨，0.1％酵母膏，100umol/l奎尼酸铁，海水1000ml，pH6.7；所述破碎液的纯化是采用密度梯度离心法，其采用的蔗糖溶液梯度为32～35％、37～40％、42～45％、47～50％、52～55％、57～60％(质量百分比)，超速离心条件为0～4℃，20,000～23,000rpm，3～5小时，细胞破碎液加样量为0.5～1.5ml；用无菌注射器从密度梯度离心后的离心管侧部将黑色条带吸出，冷冻干燥即得到铬-磷纳米材料。较佳的蔗糖溶液密度梯度为35％、40％、45％、50％、55％、60％，超速离心条件为4℃，23,000rpm，5小时。具体步骤如下海洋玫瑰菌属的细菌可以在多种培养基上生长，如DSMZ172，607培养基，2216培养基等，比较常用的是海洋2216培养基，生长温度为20-30℃，pH为7.0-8.0；1)接种活化的海洋玫瑰菌属细菌于三角瓶中，24℃～30℃摇床振荡培养18～24小时作为发酵罐的种子培养液；2)接种种子培养液于5升发酵罐中，采用改进的2216E培养基进行发酵，24℃～30℃，150～200rpm，3～5升/分钟通气量，培养48～72小时；3)取发酵液，离心，洗涤，加入裂解酶(Lysozyme)对细胞进行破碎；也可采用物理方法(例如超声波法)或其他方法对细胞进行破碎；4)使用密度梯度离心法对破碎液中的纳米材料进行纯化。蔗糖溶液梯度为32～35％、37～40％、42～45％、47～50％、52～55％、57～60％(质量百分比)，超速离心条件为0～4℃，20,000～23,000rpm，3～5小时，细胞破碎液加样量为0.5～1.5ml；5)用无菌注射器从密度梯度离心后的离心管侧部将黑色条带吸出，冷冻干燥即得到铬-磷纳米材料。本专利技术具有如下优点1.产品质量好。利用海洋玫瑰菌属细菌高密度发酵得到大小均匀、形状规则的纳米材料，该纳米材料组分为铬-磷(Cr-P)，以前从未见报道，是一种新型纳米材料。2.可大批量生产。本专利技术对传统的玫瑰菌属细菌的培养方法进行了优化，确定了以改进的2216E培养基为生产铬-磷(Cr-P)纳米材料的最佳培养基；利用该专利技术进行高密度发酵，每升发酵液可得到铬-磷纳米材料1.8×1012个/升。3.生产过程简单。玫瑰菌属(Roseobacter)属于α-变形菌纲，是海洋异养细菌的最大组分之一，占海洋浮游细菌的16％，广泛分布于从温带到极地的海域。附图说明图1为海洋玫瑰菌属菌株的透射电镜照片，可见其细胞中大小为100纳米，圆形的颗粒；图2为本专利技术得到的铬-磷纳米材料的透射电镜照片；图3为本专利技术铬-磷纳米材料的能谱分析图，显示其成分主要是铬和磷。具体实施例方式实施例1. 接种活化的海洋玫瑰菌属菌株于500ml三角瓶中，24℃恒温摇床振荡培养24小时作为发酵罐的种子培养液；接种种子培养液于5升发酵罐中，采用改进的2216E培养基(0.5％蛋白胨，0.1％酵母膏，50-100umol/l奎尼酸铁，海水1000ml，pH6.7)进行发酵，培养基装量2升，24℃，200rpm，3升/分钟通气量，培养48小时；取发酵液10000rpm离心30分钟，弃上清，加入40mM Tris-Hcl(pH8)，10,000rpm离心洗涤30分钟；加入现配的10mg/ml裂解酶(Lysozyme)溶液至终浓度0.1mg/ml，对细胞进行破碎。用超纯水配置35％、40％、45％、50％、55％、60％浓度的蔗糖溶液，113℃、25分钟灭菌。用无菌针头分别吸取上述蔗糖溶液在离心管(12ml)中铺成浓度梯度，每一梯度1.5ml；在离心管顶部加入1.5ml细胞破碎液，4℃，23000rpm超速离心5小时；用无菌注射器从密度梯度离心后的离心管侧部将黑色条带吸出，冷冻干燥即得到铬-磷纳米材料。实施例2. 接种活化的海洋玫瑰菌属菌株于500ml三角瓶中，30℃摇床振荡培养18小时作为发酵罐的种子培养液。接种种子培养液于5升发酵罐中，采用改进的2216E培养基(0.3％蛋白胨，0.2％酵母膏，50～100umol/l奎尼酸铁，海水1000ml，pH7.2)进行发酵，培养基装量3升，30℃，160rpm，5升/分钟通气量，培养72小时；取发酵液8000rpm离心24分钟，弃上清，加入40mM Tris-Hcl(pH8)，8,000rpm离心洗涤24分钟。加入现配的10mg/ml裂解酶溶液至终浓度0.1mg/ml，对细胞进行破碎；用超纯水配置32％、37％、42％、47％、52％、57％(质量百分比)浓度的蔗糖溶液，113℃、25分钟灭菌。用无菌针头分别吸取上述蔗糖溶液在离心管(12ml)中铺成浓度梯度，每一梯度1.5ml。在离心管顶部加入0.5ml细胞破碎液，0℃，20000rpm超速离心3小时。用无菌注射器从密度梯度离心后的离心管侧部将黑色条带吸出，冷冻干燥即得到铬-磷纳米材料。实施例3. 接种活化的海洋玫瑰菌属菌株于500ml三角瓶中，26℃摇床振荡培养21小时作为发酵罐的种子培养液。接种种子培养液于5升发酵罐中，采用改进的2216E培养基(0.5％蛋白胨，0.15％酵母膏，50～100umol/l奎尼酸铁，海水1000ml，pH7)进行发酵，培养基装量2.5升，28℃，180rpm，4升/分钟通气量，培养60小时；取发酵液9000rpm离心25分本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种铬－磷纳米材料的生产方法，其特征在于：利用海洋玫瑰菌属细菌高密度发酵后，对细胞进行破碎，从破碎液中纯化得到铬－磷纳米材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高峻，肖天，潘红苗，岳海东，
申请(专利权)人：中国科学院海洋研究所，
类型：发明
国别省市：95[中国|青岛]
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