一株海洋来源产纳米硒菌株及应用其制备纳米硒的方法技术

本发明专利技术公开了一株海洋来源产纳米硒菌株及应用其制备纳米硒的方法，属于纳米生物材料领域。本发明专利技术从取自北冰洋的沉积物中筛选出一株能够制备纳米硒的芽孢杆菌菌株，命名为芽孢杆菌Bacillussp.Q72，其已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCCNo.26355。利用该菌株的胞外液可直接将高浓度亚硒酸钠还原得到纳米硒。该方法的还原效率高，还原得到的纳米硒分离过程简便，并且合成的纳米硒粒度均匀，无细菌残片等杂质，具有较低的细胞毒性。有较低的细胞毒性。有较低的细胞毒性。

【技术实现步骤摘要】
一株海洋来源产纳米硒菌株及应用其制备纳米硒的方法


[0001]本专利技术涉及纳米生物材料领域，特别是涉及一株海洋来源产纳米硒菌株及应用其制备纳米硒的方法。

技术介绍

[0002]硒是人体的必要微量元素。研究发现，硒可作为抗氧化酶的活性中心，如TrxR(硫氧还蛋白还原酶)、GSH(谷胱甘肽)、GPx(过氧化物酶)和DIO(碘甲状腺原氨酸脱碘酶)等参与调节人体中的氧化还原平衡。硒的主要形态为无机硒(硒酸盐类、亚硒酸盐类)、有机硒(硒蛋白、硒多糖等)和单质硒。随着纳米技术的快速发展，具有抗癌、抗菌、抗氧化等作用，生物相容性好、生物毒性低的纳米硒(SeNPs)颗粒逐渐受到了人们的关注。
[0003]纳米硒是一种单质硒，颜色多为红色，本质上属于无机硒。但由于其尺寸在纳米级别，具有纳米效应，区别于传统无机硒，是一种新型的硒补充剂，有着更高的安全性和吸收性。人们主要通过给农作物施加硒肥和人工给食品添加硒补充剂等方式制造硒强化食品，以满足人们的硒需求。纳米硒毒性低，安全浓度范围宽，是补硒的首选物质。此外，在清除人体中的羟自由基的效果上，纳米硒的作用是无机硒的5倍，是有机硒的2.5倍。纳米硒作为一种具有多种生理功能的生物营养物质，已广泛用于治疗40余种疾病，如肿瘤、骨节病、糖尿病、心脏病等。
[0004]纳米硒的合成包括物理还原、化学还原和生物还原等方法。物理还原法主要包括紫外辐射、激光烧蚀和水热技术。化学合成主要是利用抗坏血酸、葡萄糖、二氧化硫、十二烷基硫酸钠等催化还原高价态硒形成纳米硒。物理还原法和化学还原法带来的环境污染、高成本、高耗能等一系列问题，以及不安全因素限制了SeNPs在食品、生物医学和饲料添加剂中的开发和广泛应用。近年来，纳米颗粒的生物合成因成本效益、可获得的原料来源、低毒和药理学潜力而受到广泛的欢迎，具备简便、安全、生物相容性高、环保、可回收利用等优势，通过改变反应温度、pH值、反应时间、金属离子浓度和有机材料的数量，可以很容易地控制纳米颗粒的性质、大小和形貌。目前，各种微生物，如细菌、酵母、真菌等，已被认为是制备硒纳米材料的环保绿色纳米工厂。例如在亚硒酸钠溶液下培养的地衣芽孢杆菌，导致有毒的亚硒酸盐离子(SeIV)转化为无毒的元素硒纳米颗粒(Se0)。另外，嗜酸乳杆菌、嗜热链球菌、干酪乳杆菌或嗜酸假单胞菌也可以合成纳米硒。利用微生物合成纳米硒能够改变硒的毒性，且易获得纳米颗粒，因此在各个领域显示了巨大的应用前景。
[0005]然而现有的纳米硒生物合成法，多采用菌体发酵和纳米硒的合成同步进行的策略，后期需要将菌体破碎，再经萃取、离心等步骤才能获得纳米硒，这种合成策略存在着分离步骤繁琐、分离效率低、纳米硒中易存留细菌残片等缺点。此外，纳米硒表面粘附较多的菌体残片不易除掉，使其细胞毒性增大。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一株海洋来源产纳米硒菌株及应用其制备纳米硒的方法，以
解决现有技术中存在的问题。利用该菌株的胞外液可直接将高浓度亚硒酸钠还原得到纳米硒。该方法具有还原效率高，分离过程简便的优点，合成的纳米硒粒度均匀，无细菌残片等杂质，具有较低的细胞毒性。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0008]本专利技术提供一株海洋来源的产纳米硒菌株，所述产纳米硒菌株命名为芽孢杆菌Bacillussp.Q72，其已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCCNo.26355。
[0009]本专利技术还提供一种利用所述的产纳米硒菌株制备纳米硒的方法，利用所述产纳米硒菌株的胞外液还原亚硒酸钠制备纳米硒。
[0010]进一步地，包括以下步骤：
[0011](1)制备所述产纳米硒菌株的胞外液；
[0012](2)向所述胞外液中加入亚硒酸钠溶液，反应24h；
[0013](3)将培养后的混合液离心，取沉淀，经洗涤，真空干燥，获得纳米硒。
[0014]进一步地，在步骤(2)中，所述亚硒酸钠溶液的终浓度为40mmol/L；所述反应的条件为37℃，180r/min，反应24h。
[0015]进一步地，在步骤(3)中，所述离心的条件为10000r/min，20min；所述真空干燥的温度为60℃。
[0016]进一步地，在步骤(1)中，所述胞外液的具体制备方法为：
[0017](1)处于生长稳定期的所述菌株的菌液离心后，将上清液冰置，标记为S
‑
1；
[0018](2)步骤(1)离心后的沉淀经预冷超纯水洗涤，加入Tris
‑
HCl溶液重悬，离心后取上清液，标记为S
‑
2；
[0019](3)步骤(2)离心后的沉淀加入预冷蔗糖溶液重悬，离心后取上清液，标记为S
‑
3；
[0020](4)合并上清液S
‑
1、S
‑
2和S
‑
3，得到所述胞外液。
[0021]进一步地，在步骤(1)和步骤(2)中，所述离心的条件为8000r/min，15min。
[0022]进一步地，在步骤(2)中，所述Tris
‑
HCl溶液的浓度为10mmol/L，pH＝8.0。
[0023]进一步地，在步骤(3)中，所述蔗糖溶液的质量浓度为25％；所述离心的条件为10000r/min，15min。
[0024]本专利技术还提供所述的产纳米硒菌株在制备纳米硒中的应用。
[0025]本专利技术公开了以下技术效果：
[0026]本专利技术从取自北冰洋的沉积物中筛选出一株能够制备纳米硒的芽孢杆菌菌株，利用该菌株的胞外液可直接将高浓度亚硒酸钠还原得到纳米硒。该方法的还原效率高，还原得到的纳米硒分离过程简便，并且合成的纳米硒粒度均匀，无细菌残片等杂质，具有较低的细胞毒性。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为菌株Bacillussp.Q72的胞外液、膜周液和胞内液加入Na2SeO3溶液共培养24h内的结果；
[0029]图2为菌株Bacillussp.Q72胞外液还原亚硒酸钠产纳米硒随时间变化图；
[0030]图3为菌株Bacillussp.Q72胞外液还原亚硒酸钠产纳米硒的扫描电镜照片；
[0031]图4为菌株Bacillussp.Q72胞外液还原亚硒酸钠产纳米硒的Zeta电位图；
[0032]图5为菌株Bacillussp.Q72胞外液还原亚硒酸钠产纳米硒的XRD光谱图；
[0033]图6为菌株Bacillussp.Q72胞外液还原亚硒酸钠产纳米硒的红外光谱图；
[0034]图7为菌株Bacillussp.Q72胞外液还原亚硒酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一株海洋来源的产纳米硒菌株，其特征在于，所述产纳米硒菌株命名为芽孢杆菌Bacillus sp.Q72，其保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号为CGMCC No.26355。2.一种利用权利要求1所述的产纳米硒菌株制备纳米硒的方法，其特征在于，利用所述产纳米硒菌株的胞外液还原亚硒酸钠制备纳米硒。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备所述产纳米硒菌株的胞外液；(2)向所述胞外液中加入亚硒酸钠溶液反应；(3)将反应后的混合液离心，取沉淀，经洗涤，真空干燥，获得纳米硒。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述胞外液的制备方法为：(1)处于生长稳定期的所述菌株的菌液离心后，将上清液冰置，标记为S
‑
1；(2)步骤(1)离心后的沉淀经预冷超纯水洗涤，加入Tris
‑
HCl溶液重悬，离心后取上清液，标记为S
‑
2；(3)步骤(2)离心后的沉淀加入预冷蔗糖溶液重悬，离心后取上清液，标记为S

【专利技术属性】
技术研发人员：权春善，张丽影，金黎明，马浩迪，徐孝楠，续炎，任明杰，
申请(专利权)人：大连民族大学，
类型：发明
国别省市：