[發明專利]一種金納米粒子的生物合成方法及應用

在審

• 申請號: 202211426397.1
• 申請日: 2022-11-14
• 公開（公告）號: CN115651936A
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 蘇海佳;王耀強;肖剛;王少杰
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C12P3/00
• 分類號: C12P3/00;B22F1/054;C12R1/01;C12R1/145;C12R1/19
• 代理公司: 北京睿邦知識產權代理事務所(普通合伙) 11481
• 代理人: 方莉

1.一種金納米粒子的生物合成方法，其包括以金離子作為金納米粒子前體，以為微生物為生物催化劑進行金離子的還原反應獲得金納米粒子。

2.根據權利要求1所述的生物合成方法，其特征在于，所述生物合成方法包括制備金納米粒子的步驟，所述制備金納米粒子的步驟包括將作為金納米粒子前體的金離子與生物催化劑和還原反應溶劑混合后進行金離子的還原反應，獲得含有金納米粒子的菌液；在所述含有金納米粒子的菌液中，金納米粒子以游離的金納米粒子的形式存在和/或以金納米粒子—生物催化劑雜化體的形式存在。

3.根據權利要求2所述的生物合成方法，其特征在于，

所述金離子為能夠在水中解離出金離子的金酸和/或金鹽，其包括氯金酸、硫代硫酸金鈉和氯化金中的一種或幾種；優選地，所述金離子的工作濃度為0.25～2mmol/L，更優選為0.5～1mmol/L；

和/或，所述生物催化劑包括丁酸梭菌、丙酮丁醇梭菌、拜式梭菌，產氣腸桿菌和大腸桿菌中的一種或幾種；優選地，所述生物催化劑的工作濃度為OD600值為0.1～5；

和/或，所述還原反應溶劑包括細菌培養基、生理鹽水、磷酸鹽緩沖液和水中的一種或者幾種，優選為細菌培養基或生理鹽水；進一步優選地，所述細菌培養基包括強化梭菌培養基和培養腸桿菌的LB培養基；

和/或，所述還原反應的溫度為25-40℃，優選為37-40℃；和/或，所述還原反應的時間為6～48h，優選為12～36h，進一步優選為24-36h；和/或，所述還原反應的轉速為0～180rpm，優選為120-180rpm。

4.根據權利要求2或3所述的生物合成方法，其特征在于，所述生物合成方法還包括分離純化金納米粒子和/或金納米粒子—生物催化劑雜化體的步驟，對含有金納米粒子的菌液中的金納米粒子和/或金納米粒子—生物催化劑雜化體進行分離純化，獲得金納米粒子成品和/或金納米粒子—生物催化劑雜化體成品。

5.一種如權利要求1-4中任意一項所述的生物合成方法制得的金納米粒子。

6.一種如權利要求1-4中任意一項所述的生物合成方法制得的金納米粒子—生物催化劑雜化體，其由金納米粒子均勻附著在整個生物催化劑上構成；優選地，所述生物催化劑包括丁酸梭菌、丙酮丁醇梭菌、拜式梭菌，產氣腸桿菌和大腸桿菌中的一種或幾種，更優選為丁酸梭菌。

7.一種如權利要求1-4中任意一項所述的生物合成方法制得的金納米粒子在生物制氫中的應用。

8.根據權利要求7所述的應用，其特征在于，所述應用包括制備含有金納米粒子的產氫培養體系的步驟，其包括將金納米粒子和產氫菌接入產氫培養液中混合后形成含有金納米粒子的產氫培養體系；優選地，所述產氫菌為丁酸梭菌，相應地，所述產氫培養液為丁酸梭菌產氫培養液。

9.根據權利要求8所述的應用，其特征在于，制備含有金納米粒子的產氫培養體系的步驟包括將權利要求1-4中任意一項所述的生物合成方法中制得的含有金納米粒子的菌液接入產氫培養液中混合后形成含有金納米粒子的產氫培養體系，其中，在所述含有金納米粒子的菌液中，金納米粒子以游離的金納米粒子的形式存在和/或以金納米粒子—生物催化劑雜化體的形式存在，優選以金納米粒子—生物催化劑雜化體的形式存在；進一步優選地，所述產氫培養體系中含有金納米粒子的菌液的接種量為發酵體系總體積的5％-20％，優選為10％-20％。

10.根據權利要求8或9中所述的應用，其特征在于，所述應用還包括生物產氫培養的步驟，其包括對含有金納米粒子的產氫培養體系進行生物產氫培養，生產氫氣；優選地，所述生物產氫培養的光源包括LED可見光、自然光和氙燈中的一種或幾種；優選地，所述生物產氫培養的光照強度為0-5mW/cm²，優選為2.5mW/cm²。