一种含有结晶水的磷酸锌及其生物制备方法和应用技术

本发明专利技术属于生物合成纳米材料领域，具体涉及一种含有结晶水的磷酸锌(SA@ZnPNS)及其生物合成方法和用作模拟酶检测多巴胺的用途。通过希瓦氏菌介导生物合成的含有结晶水的磷酸锌的纳米材料。含有结晶水的磷酸锌(SA@ZnPNS)的化学式为Zn3(PO4)2·

【技术实现步骤摘要】
NaCl，pH＝6
‑
8。
[0012]所述重悬液按体积百分比5
‑
10％接种至培养基中，在25
‑
30℃、厌氧、振荡培养1小时，而后向厌氧体系内加入乙酸锌，至体系内其终浓度为 0.5～2mM，再于25
‑
30℃、振荡培养24～36h，直至产生纳米沉淀，即为含有结晶水的磷酸锌的纳米材料。
[0013]所述厌氧体系为每1000g水中0.39～0.40g KH2PO4、1～1.1g NH4Cl、 0.05～0.06g CaCl2、0.21～0.22g MgCl2·
6H2O、1.6～1.7g乳酸钠。
[0014]所述添加乙酸锌后培养至沉淀产生，而后以3000rpm离心，收集沉淀洗涤、80
‑
90℃下真空干燥24
‑
36h，收集产物。
[0015]所用的希瓦氏菌为海藻希瓦氏菌(Shewanella algae，基因登录号： OL910975.1)。
[0016]含有结晶水的磷酸锌的应用，所述含有结晶水的磷酸锌的纳米材料 (SA@ZnPNS)在作为过氧化物模拟酶中的应用。
[0017]所述纳米材料(SA@ZnPNS)在检测多巴胺中的应用。
[0018]本专利技术的有益效果在于：
[0019]本专利技术利用一株常见的海洋细菌——S.algae合成了具有过氧化物酶活性的SA@ZnPNS，有效增强了纳米材料的过氧化物酶活性，可应用于机体内多巴胺的高灵敏度检测。具体优势在于：
[0020](1)本专利技术利用微生物合成SA@ZnPNS，不涉及有毒的化学试剂和昂贵的实验设备，具有清洁、无毒、温和、低能耗等显著优势。
[0021](2)本专利技术合成了尺寸小、比表面积大的SA@ZnPNS，具有较高的模拟酶催化活性。
[0022](3)本专利技术中SA@ZnPNS具有优异过氧化物酶活性，可用于机体内多巴胺的检测。操作简便、检测时间短、灵敏度高、特异性强，即应用于多巴胺检测，检测范围为0.1～40μM，检测限低至0.083μM。。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例提供的纳米SA@ZnPNS在不同合成pH下的扫描电镜(SEM)照片，其中a、c、e分别是pH为6、7、8时的空白对照，b、 d、f分别是pH为6、7、8时Shewanella algae调控合成的生物纳米材料 SA@ZnPNS。
[0024]图2为本专利技术实施例提供的纳米SA@ZnPNS在不同合成pH和前体物浓度下的X射线衍射(XRD)图谱。
[0025]图3为本专利技术实施例提供的在培养pH为6，前体物浓度为0.5mM时生物制备的纳米SA@ZnPNS的模拟酶活性检测图，其反应体系为(a)H2O2+ SA@ZnPNS，(b)TMB+SA@ZnPNS，(c)H2O2+TMB(d)H2O2+TMB +SA@ZnPNS。
[0026]图4为本专利技术实施例提供的纳米SA@ZnPNS在不同多巴胺浓度(0～40 μM)下的吸收光谱(a)，及其在652nm处的吸光度和多巴胺检测的线性标定图(b）。
具体实施方式
[0027]以下通过具体的实施例对本专利技术作进一步说明，有助于本领域的普通技术人员更全面的理解本专利技术，但不以任何方式限制本专利技术。
[0028]本专利技术通过希瓦氏菌介导生物合成的磷酸锌纳米粒子具有更小的尺寸和更大的比表面积，可用于人体血清中多巴胺的检测，检测范围为0.1～40 μM，检测限为0.083μM。该方法不仅反应条件温和、合成周期短、操作简易、无污染、成本低，而且合成了具有优异的过氧化物酶活性的生物纳米材料，具有良好的应用前景。
[0029]下述各实施例中提及的海藻希瓦氏菌，其为海洋环境中的常见菌株，可市购获得，也可按照现有文献记载的自行分离获得；下述实施例中采用的菌株基因登录号：OL910975.1，可市购获得。
[0030]实施例1：
[0031]对照材料：
[0032]取不同酸碱度的培养基中以5000rpm速率分别离心，沉淀并用0.9％生理盐水洗涤3次；将获得沉淀经0.9％ NaCl重悬，再将重悬液加入到厌氧体系中培养，1h后分别添加乙酸锌，使体系中Zn
2+
浓度为0.5mM并继续培养24h，直至产生沉淀；最后，将获得的纳米沉淀物以3000rpm离心、沉淀经超纯水和无水乙醇各清洗6遍、80℃真空干燥24h，(参见图1a、c、e)；
[0033]SA@ZnPNS的制备
[0034]取海藻希瓦氏菌接种在含氧不同酸碱度的培养基中分别在30℃，200rpm下振荡过夜富集有氧培养至OD
600
≈0.5，然后将菌液以5000rpm速率分别离心，沉淀并用0.9％生理盐水洗涤3次；将获得的菌体经0.9％ NaCl重悬至 OD
600
≈0.5，再将重悬液加入到厌氧体系中培养，1h后分别添加乙酸锌，使体系中Zn
2+
浓度为0.5mM并继续培养24h，直至产生沉淀；最后，将获得的纳米沉淀物以3000rpm离心、沉淀经超纯水和无水乙醇各清洗6遍、80℃真空干燥24h，即得SA@ZnPNS(参见图1b、d、f)；
[0035]其中，所述含氧不同酸碱度的培养基为:10g/L胰蛋白胨、5g/L酵母提取物、10g/L NaCl，调节pH分别为6、7、8，即为含氧不同酸碱度的培养基；所述厌氧体系为2.94mM KH2PO4、18.70mM NH4Cl、0.49mM CaCl2、 1.05mM MgCl2·
6H2O、15mM乳酸钠。
[0036]由图1，不同酸碱度条件下合成的SA@ZnPNS扫描电子显微镜(SEM) 照片所示。可以观察到，在酸性条件下(pH＝6)时，无细菌参与合成得到的磷酸锌纳米粒子ZnPNS(图1A)与细菌生物合成的SA@ZnPNS(图1B) 均呈现片状结构，而细菌是否参与对纳米粒子形貌及尺寸影响不大。而在中性及碱性条件下，无/有细菌参与合成得到纳米粒子均呈现纳米球状，且 ZnPNS(pH＝7)(图1C)粒子直径约为200～300nm，ZnPNS(pH＝8)(图 1E)粒子直径约为～100nm，而SA@ZnPNS(pH＝7)(图1D)粒子直径较 ZnPNS(pH＝7)明显减小，约为～30nm，SA@ZnPNS(pH＝8)(图1F) 粒子直径低达约～50nm，且显示出明显增大的比表面积，有利于催化活性的提升。因此，pH调控主要影响了纳米粒子的形状，而细菌参与则能够有效降低纳米粒子尺寸，增加比表面积。
[0037]SA@ZnPNS在pH值为6时为薄片状，pH值为7和8时为球状，且随着pH值增加，纳米球有所减小。进一步X射线衍射(XRD)结果表明，在pH值为6和7时成功制备了SA@ZnPNS，而在pH为8时，纳米材料的结晶度较差，如图2所示。此外，结果表明，和化学制备的纳米材料相比，生物制备的纳米材料的尺寸有所减小。综上所述，希瓦氏菌可以在厌氧条件下制备SA@ZnPNS，细菌的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含有结晶水的磷酸锌，其特征在于：含有结晶水的磷酸锌(SA@ZnPNS)的化学式为Zn3(PO4)2·
4H2O，其为片状或球状的纳米材料。2.一种按权利要求1所述的含有结晶水的磷酸锌的制备方法，其特征在于：通过希瓦氏菌介导生物合成的含有结晶水的磷酸锌的纳米材料。3.按权利要求2所述的含有结晶水的磷酸锌的制备方法，其特征在于：将希瓦氏菌依次在有氧、厌氧条件下培养，而后向厌氧体系中加入乙酸锌，再进行培养直至体系内产生沉淀，即为含有结晶水的磷酸锌的纳米材料。4.按权利要求3所述的含有结晶水的磷酸锌的制备方法，其特征在于：所述有氧条件下培养，将所述希瓦氏菌接种至培养基中，在25
‑
30℃、有氧、振荡过夜富集培养至OD
600
≈0.5，而后离心收集沉淀经生理盐水洗涤后重悬，至重悬液，待用。5.按权利要求4所述的含有结晶水的磷酸锌的制备方法，其特征在于：所述好氧培养体系为每1000g水中10～11g胰蛋白胨、5～6g酵母提取物、9～10g NaCl，pH＝6
‑
8。6.按权利要求3或4所述的含有结晶水的磷酸锌的制备方法，其特征在于：所述重悬液按体积百分比5
‑
10％...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟晓凡，杨静，董续成，鞠鹏，段继周，侯保荣，
申请(专利权)人：中国科学院海洋研究所，
类型：发明
国别省市：