文摘
通过生物介导的纳米粒子的合成方法,重点关注流程讨论由真菌和藻类,它系统地评价纳米颗粒特征成分,合成方法,以及最后但并非最不重要,NPs在五个不同类别的应用为未来的研究提供参考。最传统的方法来生成纳米颗粒有一定的局限性,如前体材料的毒性,对高温管理的需要,和高成本的合成,最终阻碍了他们的公用事业领域。绿色合成通过真菌和藻类通过bioreduction生物分子或酶存在于低能耗,低成本、和需要低温环境中,提供一个独特的技术,制造各种金属纳米粒子用于工业和医疗的数组。
1。介绍
纳米技术是最近领域正在迅速越来越受欢迎。它包括创建、修改和应用的材料与尺寸在几微米到单个原子的范围(1- - - - - -3]。理查德·费曼的通过他的具有里程碑意义的演讲,“有足够的空间在底部,”1959年,为科学世界提供了一个理性的方式使小型化和发展现有技术(4]。传统的光学显微镜分辨率的限制。对于简单的显微镜,它是0.4 - -0.7微米复合显微镜,它是200海里。因此,观察这些非常微小的粒子,需要独特的分析工具是必需的,因为可见光的波长是400到700纳米,这可能会导致衍射和其它光学现象很难观察5]。
纳米粒子是由一系列的物理、化学和生物方法,其中一些是新和其他一些比较典型的1]。NPs具有不同的物理化学、结构和形态属性重要大规模应用在电子、光电、光学、电化学、环境、和生物领域,取决于他们的起源和合成技术(图1)。革命性的方法治疗疾病和疾病快速诊断、纳米生物具有潜在能力振兴卫生部门,医学,农业,食品行业。因此,有效bioassisted纳米制造和使用应该发现,以及他们的行为和积累在动物和植物7]。
生物有一个巨大的休眠能力生产纳米粒子具有许多机会使用(1]。对于纳米颗粒的生成,生物合成的方法使用微生物细胞或植物提取物。Ag和AuNPs通过绿色合成方法。反应在室温下进行。一些微生物,如细菌、真菌,尤其是酵母,利用生产纳米材料在生物物种中产生纳米粒子(8]。背后的机制生成的NPs生物有机体必须理解建立更可靠的和可重复的生物合成的方法(9]。与大型企业相比,他们有不同的品质取决于它们的大小,形状、电荷和表面面积(10- - - - - -12]。这些不同的特征甚至被用来对抗一些传染性疾病,被认为是危险的细菌。纳米粒子有一个更快的时间进入致病细胞,干扰细胞内容结合蛋白和DN,引起细胞凋亡只由于其小尺寸和表面电荷。不时地,NP的抗菌活性是通过一系列的调查微生物,包括病毒、细菌和真菌(13]。
2。表征纳米粒子
NPs与各种化学成分的生成,大小和监管单分散性是纳米颗粒研究的一个重要话题9]。纳米颗粒的形态特征、分析方法等X射线粉末衍射(XPD)、紫外光谱(紫外)、透射电子显微镜、扫描电子显微镜和电动电势研究[8]。
2.1。尺寸和表面形态
衡量集群粒子和纳米粒子的大小,显微技术和透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)。此外,光子相关光谱法和气体扫描移动粒子筛选器(smp),提供精确的措施比其他方法更快。对激光衍射法测量固体和液体的样品阶段在使用[也很受欢迎12,14]。
NPs扮演了一个重要的形状和表面形态的重要性在利用他们的特点;管式、圆柱、圆锥、球面、平面,和不规则的形式与结晶或无定形表面均匀或表面缺陷是一些例子15]。
电子显微镜方法的关键决定聚合物纳米粒子的形状和其他对象的毒性可能是由他们的形式16]。
Phoma glomerata是可以产生银纳米粒子(snp)以外的细胞。根据盖德et al ., mycofabricated snp的形状和大小是由TEM (17]。飞利浦CM200超级双TEM,运营在200 kV(0.23纳米的分辨率),采用TEM显微图。研究纳米材料的另一个最有效的方法X射线衍射分析。它使纳米材料的信息结构、峰值强度、位置和宽度(18]。
2.2。作文
有几个例子证明了纳米颗粒的效率降低是由于存在二次或不必要的组件,这些组件的数量增加的二次反应的纳米颗粒和妨碍了整体生产流程19]。
X射线光电子能谱(XPS)和质谱分析、原子发射光谱、离子色谱法被广泛使用的方法确定构图。激发的表面等离子体共振带紫外可见范围给银纳米粒子一个黄棕颜色在水溶液中。一个狭窄的等离子体吸收带可见在350 - 600纳米范围是最特色的银溶胶。
2.3。表面电荷
纳米颗粒的表面电荷调节如何与它的目标。ζ电位计是经常用来评估的表面电荷和预测其稳定性的解决方案。使用Zetasizer纳米z, IONPs合成使用青霉菌spp。他们注意到电动电势影响稳定性的IONPs(英国莫尔文)。ζ电位电压在200 + 200 mV的范围。稳定是由高表示泽塔潜在价值(积极或消极)。纳米颗粒的表面电荷吸引了窄层离子在纳米颗粒表面电荷相反。分析使用传统的分析方法如紫外光谱、液相色谱(HL)超速离心法后,凝胶过滤或离心超滤(20.]。
2.4。晶体学
它指的科学分配原子和分子以及它们如何被安排在一个水晶固体。NPs的结构组织是通过使用粉末X光、电子、中子衍射技术(19]。的X射线衍射仪也可以告诉你关于晶体结构和阶段(17]。
3所示。类型的纳米材料
有机(脂质体和聚合物)、无机(金属、金属氧化物、陶瓷、和量子点),和碳基纳米粒子(石墨、富勒烯和碳纳米管)的三大类NPs (21,22]。
3.1。有机纳米粒子
有机纳米颗粒通常用于生物医学领域,如药物运载系统,因为它们是有效的,可以注入身体的特定地区,这一过程称为靶向药物传输(19]。蛋白质、多肽和脂质组成的有机纳米粒子。纳米材料如聚合物、脂质体、蛋白质或lipid-based纳米材料,和胶束属于这一类23]。
3.2。脂质体
Nanoliposomes与囊泡内脂质体纳米大小。脂质体可以出现在各种大小,从15纳米到几个纳米,可以有一个单独的层(单膜)或几个磷脂双分子层膜(multilamellar) [24]。他们在形成球形,双层膜由两亲性脂质分子。他们的素质和结构决定如何使用它们在一个过程中,尤其是在医疗设置(25]。脂质体管理主要用于癌症治疗,化疗药物但也广泛应用于各种抗癌治疗的运载系统以提高疗效。他们还可以包括各种生物活性成分,如医用药物或食品添加剂。由于其良好的生物相容性和生物降解性,纳米脂质体有很多承诺,以及在食品和化妆品行业。Nanoliposome技术近年来明显先进,提供大量食品科学等领域的前景控释和食品封装组件,以及改进的稳定性和生物利用度的敏感物质(21]。
3.3。聚合物纳米粒子
几十年来,高分子纳米粒子已经生产使用的高性能材料,如高聚合物和特种涂料(24]。Polylactic-co-glycolic酸(PLGA),聚乙醇酸(PGA)和聚乳酸(PLA)是极其生物相容性聚合物使用。他们有很多的表面改性的潜力和一个优秀的药动学特征作为其溶解度大小,可以调节整个制造过程,因此用于药物输送的方法(21]。
3.4。无机纳米粒子
无机纳米粒子比有机纳米粒子更安全,因为他们是不能生物降解的生物相容性和细胞毒性很小。因为他们有不同的光学和电子品质,他们可能很容易塑造成很多形状在制造。各种无机硅(SiO等成分2)、铁(Fe),镁(毫克),黄金(Au)银(Ag),氧化石墨烯,都包括在这一类(23]。
金属纳米颗粒激发了科学家的魅力的几个世纪以来,他们现在可能在生物和工程领域广泛应用。这些粒子可以生成和修改各种有用的化学公司,允许他们与配体共轭,抗体和药物的选择,开始一个巨大无比的各种主要应用在磁分离,集中药物运输、生物技术、基因和药物运输和汽车,此外,用于医疗诊断。银纳米粒子显示承诺为癌症治疗(26]。
氧化铁纳米粒子稳定和有一个接近中度电动电势。他们也足以逃脱肾清除率。金属氧化物纳米粒子超顺磁的,这是一个重要的特性,因为它使MRI造影剂目标SPIONs [26]。
3.5。碳基纳米粒子
由于其低毒性和生物兼容性,氧化石墨烯等碳基N富勒烯、金刚石、石墨、等广泛实现,用于生物医学应用(诊断和治疗)23]。
介质,半导体、导电和超导和可以使用结构和电气材料(5]。
近年来,石墨烯的优异性能,包括光学性质,高导热系数、高电流密度、化学稳定性、弹道运输、和疏水性,赌气的关注作为多功能材料。因为它不同寻常的电学特性,石墨烯在电子应用,如晶体管、透明导电电极,发射器,集成电路模块、电化学和生物传感器27]。
富勒烯是一种与60个碳原子组成的分子,空心球的形状,椭球或管。巴克球是球形的富勒烯,碳纳米管或者管是圆柱形的富勒烯。富勒烯graphite-like结构,由字母表连接六角环堆叠而成的,但他们也可以有五角(甚至七边形的)戒指,可能导致多孔分子。Endohedral富勒烯是由巴基球集群或巴克球少于300个碳原子,包括最常见的富勒烯,巴克敏斯特富勒烯,C60 (24]。
碳纳米管是纳米结构结构的石墨烯飞机有大量的物理化学特性和生物医学领域的广泛应用。碳纳米管的发现利用高分辨率电子显微镜(HREM)引发了一系列的实验和理论研究材料(26]。
碳纳米管是碳基细长的管状材料形成的水晶,钻石,或牢不可破的六角石墨层同心的方式(23]。
4所示。方法
因为他们的非凡能力,受其结构形态、NPs已经深入研究,许多研究采用化学和物理方法合成纳米颗粒(28]。
大规模的商业化NPs与可接受的监管质量是需要在各种各样的领域。NPs,两种传统方法通常使用。这两种技术有不同的合成原则但收益率NPs与所需的属性。纳米粒子是由使用不同的流程可以分为自顶向下或自底向上方法(18]。
4.1。自上而下的方法
大部分材料压缩一点一点地在自顶向下的技术,导致细一代又一代的NPs (29日]。光刻、溅射和机械技术,如热蒸发、铣床和磨床、化学腐蚀和减少照片用于完成这个30.]。主要优点,为纳米颗粒合成设置它们分开,包括生产成本、控制大小,形态,确保最终产品的整体尺寸稳定性和高生产单分散的人口使批量生产的工业水平。此外,他们提高药物稳定性和封装效率(31日]。
此法适用于生成材料和制造particle-to-particle连接和理性的方法生产大量的Ns。另一方面,缺点包括NPs表面缺陷和粒子可能会破坏32]。由于Ns的理化特征相对于表面设计、自顶向下的方法合成N仅限于特定的应用程序。
4.2。物理方法
它们包括创建Ns使用材料磨损,融化,使用机械压力和蒸发,高能辐射,热能或电能。这些技术主要使用自顶向下方法,是首选的,因为他们是无溶剂并创建统一的单分散的NPs。高能球磨、激光消融、电子喷雾,惰性气体冷凝,物理气相沉积、激光热解,flash喷雾热解法、和熔体混合是最经常使用的一些物理方法来创建。另一方面,物理过程是不划算的,因为在合成大量的浪费了。物理过程需要耗费大量的能量。创建纳米粒子物理和光化学过程需要极高的温度,真空条件,和昂贵的设备。
4.3。自底向上的方法
有很多种方法,包括在自底向上的方法,其中包括过程,如金属离子化学还原或氧化,solid-gel化学、共同沉淀,微乳液,化学蒸汽沉积,热液,热解,辐射驱动,solvothermal,和电沉积过程,也称为湿化学过程。自组装,或自底向上的合成,需要等小部件的组装纳米粒子分子,原子,和更小的粒子。然而,潜在的危险、有害物质的使用,高成本、毒性、高浓度的消费水平,恢复时间长,浪费伤害了他们。
4.3.1。化学法
提出了各种制造纳米粒子的化学方法,大多数现在通常用来创建纳米材料(33]。下面是一些最常用的化学过程生产NPs:多元醇合成、化学气合成、溶胶-凝胶法、微乳液法、水热技术,加速和等离子化学气相沉积方法。大部分的化学过程涉及危险减少代理,包括柠檬酸钠、乙二醇、硼氢化钠;然而,他们产生糟糕的粒子大小和无法控制超大的分布。
这种合成方法的高成本,这种合成方法的危险性质可能会限制其大规模使用。此外,使用这种方法效率不高(创建的项目34]。
4.3.2。生物方法
环保纳米技术来降低纳米材料制造的不良影响是最佳的方法,因为它降低了困难的机会,与其他方法(27]。生物合成,合成和生产NPs也称为绿色合成,提供一个环保、毒性低、低成本、和理性的方法。NP的自底向上的方法合成生物合成。纳米粒子使用生物方法的形成需要的参与各种生物制剂,如病毒、细菌、真菌、藻类和植物。但应该小心,这些真菌和病毒或细菌利用NP代应该不会引起任何问题,当在与人体接触,他们在本质上应该是不致病的2,35]。
绿色合成过程包括金属原子的形式相互聚集,然后形成纳米颗粒;它是使用自底向上方法制成的。减少通过生物分子连接到环保概念;除了而不是昂贵的和有害的化学物质,绿色材料是用来制造纳米粒子。研究人员开发出不良反应监测区分减少纳米粒子使用更环保的方法和典型的湿化学方法。(36]。
绿色纳米颗粒有明显的细胞毒性和危害植物的毒性低于湿化学纳米粒子,这表明它们是安全的用于研究与黑色素瘤治疗(37]。
由于其生态友好的特性,它是最好的技术或给最好的结果在绿色化学的基本方法。的结构和形态生成的NPs是极大地影响了生物的本性。令人难以置信的各种纳米粒子与各种形式和大小是生物有机体的数组。
通过一个褐藻Cystoseira baccataAuNPs生产,在结直肠癌的治疗提供巨大的承诺。同样,真菌等粗糙脉孢菌和尖孢镰刀菌感兴趣的主题的可行的“扩大”选项PtNP生产(38]。
三种类型的bioassisted纳米合成技术可以区分:(i) microorganism-based生物合成;(2)植物extract-based生物合成;(3)真菌驱动纳米粒子;(iv)藻驱动纳米颗粒。
(1)植物Extract-Based纳米粒子合成。植物提取物和生物质已经成为一个很好的方式合成纳米颗粒作为他们的生产更有效率,他们很容易使化学制造NPs相比,他们无毒,环保(12,39,40]。金属NPs是这种方法的主要包括金属氧化物、合金、和惰性金属;这可能是因为各种各样的植物代谢产物的存在,帮助他们创造。这些代谢物作为降低代理和限制代理(14,41]。
(2)Microorganisms-Based纳米颗粒合成。NP的生物反应器生产包括原核细菌、放线菌、真菌、藻类、和酵母。巨大的科学努力进入发展中这种方法创建一个广泛的NPs (Pd、二氧化钛、Ag)、非盟、cd、等等)。收集周围环境的离子和使用微生物酶细胞过程产生的金属离子转化为基本形式。它可能被归类为细胞内或细胞外,这取决于NP的合成。微生物细胞内金属离子运输产生NPs在胞内酶的方法。在细胞外NP生产的情况下,金属离子被困在细胞表面和离子被还原的某些酶(42]。
相比于植物和细菌、真菌和藻类是纳米制造优秀的来源。藻类和真菌很容易培养和产生大量的生物质在很短的时间,让他们适当的来源NP合成(32]。真菌也有非凡的能力综合各种生物活性化学物质使用在各个领域。他们的形式和大小可以调整和常用的减少和稳定剂。海藻也可以用于制造各种各样的生物活性的化学物质,色素和蛋白质,帮助减少盐和作为覆盖剂在生产机制。
5。Fungi-Based合成
真菌可以用来产生纳米粒子与良好定义的维度。研究表明,真菌,细菌,大规模的纳米颗粒合成的可能来源。众所周知,真菌分泌更多的蛋白质比其他生物和化学物质;因此,生物合成的方法,纳米颗粒可以显著增加的生产力(1]。公布的专业酶真菌,如还原酶,提出构建合理的有趣的前景与各种化学成分生物合成纳米材料的方法(43]。
使用真菌和actinomycete-mediated绿色化学合成纳米粒子提供了许多好处,包括易于扩大、经济可行性和潜在的覆盖巨大的表面积以适当的菌丝发展迅速。开关从细菌、真菌到创建一个自然的“nanofactory”提供的好处大大简化了下游加工和处理的生物量(44)(图2)。
利用两种方法生产fungi-mediated纳米粒子:细胞间和细胞外的过程。
5.1。细胞内合成
当金属前体给真菌文化,前身是内化的生物量。因为NPs被困在萃取操作如离心、过滤和其他方法是必要的解放他们(1,45]。
轮枝菌属sp。,一个嗜酸菌,是孤立的水松AgNO植物和治疗3,导致创建Ag纳米颗粒。
金(非盟)和银(Ag)纳米粒子有非凡的颜色引起的激活粒子的表面等离子体振动(粉色,蓝色为黄金和白银的淡黄色棕色),因此,他们给一个简单的方法来直观地确定它们的存在在真菌的生物量。银纳米粒子生成生物质中,不是外,这是一个有趣的方面,这个特定的真菌(44]。
穆克吉等人利用真菌轮枝菌属开发一个fungal-assisted合成银NPs的生物技术。当真菌生物量是暴露于水Ag) +离子,降低细胞是银NPs直径25 12海里。显微镜检查显示表面的菌丝生产NPs是主要的位置,通过酶催化中发现菌丝细胞壁(46]。
5.2。细胞外的合成
胞外酶分泌已经得到大量的好处相当纯粹的条件,缺乏外部生物分子如蛋白质与生物相关的,因此可以简单地通过超滤器细胞和分离滤液(游离的酶纳米创造44]。
水含有真菌大分子滤液,金属前体。这个过程中被广泛使用,因为它不需要任何额外的技术从细胞中释放NPs (9]。
蛋白质和减少代理发布的真菌稳定细胞生成的纳米粒子。与纳米粒子,它已经发现,真菌生物量包含四个高质量的蛋白质。特效病毒NADH-dependent那样还原酶是其中之一(1]。
在一项研究中,枝孢属cladosporioides真菌是用于执行细胞外生产的银纳米颗粒(AgNP)。透射电镜扫描表明,AgNP大小10 - 100海里。青霉菌fellutanum从沿海红树林土壤分离,完成生产的银纳米材料在体外用硝酸银作为前体(2009年47]。1.0文化滤液处理时更易与l - 1备,保持在0.3%氯化钠和pH值6.0,在5°C和孵化24小时,纳米颗粒的生物起源达到顶峰。丝状真菌是一种很有前途的金属纳米颗粒生产的可能性。因此,Bhainsa等人利用丝状真菌来自烟曲霉属真菌检查生产AgNPs细胞外地(48]。
总结细胞外合成的过程中,各种步骤遵循下面(9,17,44,49]:(1)文化真菌琼脂或任何其他营养培养基(2)生产的生物质(3)转移到液体介质(4)需要过滤和生物质被丢弃(5)硝酸银溶液(AgNO3)添加到滤液[Ag) +也没有3−)(6)减少Ag) + Ag)°的真菌生物分子(Ag)°是基本形式)
规模nanometric,酶真菌中发现滤液银离子转化为单质银。当这种情况发生时,滤液的颜色变化,这可能是利用紫外光谱。减少银离子的主要酶负责NDH-dependent硝酸还原酶和NDH。不同的纳米粒子的合成不同真菌的物种被总结在表1。
6。藻类的合成
水生丝状藻类光合生物,属于域植物界。他们可能是单细胞或多细胞生物,是无处不在的,生活在淡水、海水,潮湿的岩石的表面。他们是重要的在医学、制药、农业、水产养殖、和化妆品。微藻和macroalgae藻类的主要形式。必须用显微镜观察微藻,但macroalgae可能用肉眼。藻类也常用来解决的负面缺点化学或物理治疗。不需要额外的试剂,如藻类的细胞壁含有官能团和生物分子作为降低代理(64年]。藻类经常被称为bionanofactors,因为它们能产生纳米粒子从生活和死去的材料(图2)。绿藻类、褐藻、蓝藻纲、红藻科和各种硅藻种类的藻类,最常用的是金属纳米粒子制造。湿化学方法相比,藻类可以减少金属离子构建里面,他们更容易处理,残差中创建合成更危险和对环境构成的威胁。此外,节能的总过程。藻类可以收集金属和金属离子减少,减少温度修改,可以极大的降低能量消耗,和最后但并非最不重要,毒性较低,宣称他们是最好的替代NPs合成(65年]。
通过藻类生产NPs是速度比合成的纳米粒子使用任何其他自然界18]。与大多数生物质相比,微,macroalgae随时可能收获的一年。藻类也开发不需要任何外部的化学物质或肥料。微藻以极快的速度发展,加倍他们的体积比高等植物快十倍66年]。海藻提取物是由沸腾或藻类在有机溶剂或水加热一定时间,从而导致纳米粒子的合成。然后离子金属化合物摩尔创建解决方案。最后,金属离子化合物摩尔解决方案和藻类提取解决方案组合和孵化为一组时间监管文化条件下连续混合或没有混合。
藻纳米颗粒的合成所涉及的步骤如下:(1)文化的藻类并把它转移到水/溶剂沸腾。(2)准备离子溶液的金属化合物摩尔。(3)孵化和混合藻提取与金属复合解决方案不断搅拌。(4)解决方法是观察颜色变化。
不同的纳米粒子的合成不同藻类物种已被总结在表2。
7所示。应用程序
7.1。抗菌和抗真菌活性
抗生素耐药性是一个全球性的挑战科学;因此,它是至关重要的对抗antimicrobial-resistant菌株产生重大创新材料。因此,科学家工程nanometal或金属氧化物NPs产生抗菌活性。金属NPs被证明有一个巨大无比的一系列杀生的属性对革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌,真核生物(92年]。对测试细菌的抗菌活性氧化锌NPs是受到表面积的影响,形状、粒子大小、和其他因素93年]。为了达到最大的抗菌作用,必须产生微小的纳米粒子,它们的大小必须保持几乎不变。纯氧化锌NPs真菌产生的,主要是六角型,属于34-55纳米大小。抑制革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌是有效地观察到biosynthesized氧化锌NPs。ZnONPs由真菌的抗真菌效果是相对于剂量。不同剂量抑制大肠杆菌,b的仙人掌,金黄色葡萄球菌,铜绿假单胞菌,对应在氧化锌NPs敏感性显著差异。fungal-synthesized的抗菌活性氧化锌NPs摄入量有关,随着颗粒浓度的增加,抗菌活性也增加(60]。
此外,小AgNPs最好抗菌活性大肠杆菌和金黄色葡萄球菌。纳米颗粒小于10纳米已被证明在几个调查达到细菌细胞,提高杀菌活动(61年]。最后,抗生素氨苄青霉素和硝酸益康唑大对细菌和霉菌的抗菌活性,分别AgNPs相比。这表明,标准抗生素保留他们的抗菌效果61年]。抗菌性能的铁氧化物NP属产生的青霉菌用纸片扩散法。他们测试了不同浓度的100 g - 250 g。美国sonnei(写明ATCC 25931),金黄色葡萄球菌(写明ATCC 33862),铜绿假单胞菌(写明ATCC 15442),大肠杆菌(写明ATCC 25922)k .肺炎(写明ATCC 13883)是细菌用于这项工作20.]。
NPs的抗菌作用产生的藻类是有目共睹。Bifurcaria分叉褐藻用于隔离范围5-45纳米氧化铜纳米粒子与抗菌活性肠杆菌属aerogenes(革兰氏阴性)和金黄色葡萄球菌(革兰氏阳性)94年]。Amphora46硅藻的水提物,在最近的一份报告中使用的光诱导的一代多晶AgNP使用岩藻黄质,光合色素参与减少Ag) +离子。此外,AgNP产生对革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌的抗菌活性是评价(69年]。抗真菌化合物制成藻NPs被证明是有效的。只有少量的在这方面的工作已经完成。Marimuthu等人对有抗真菌作用Humicola insolens,镰刀菌素dimerum,毛霉菌indicus,木霉属reesei通过水提物的红藻类,Gelidiella acerosa,作为还原剂(94年]。
7.2。抗癌治疗
癌症是一种可怕的全球疾病,导致严重的健康问题和死亡率,有880万人死于2015年。因为他们拥有表面积增加,生物NPs在癌症治疗是一个新兴行业,允许高效的药品管理局,肿瘤选择性,并承诺行动。提高抗癌治疗,现在必须使用体内模型进行研究,扩大体外研究和指定生物参数(92年]。博卡et al。95年]报道chitosan-coated银nanotriangle产生的光热光谱分析代理的人类非小细胞肺癌细胞(NCIH460) [95年]。同样的,海藻vulgare被用来准备10 nm大小的银纳米粒子和理解人类成髓细胞的恶性白血病HL60细胞的能力目标和宫颈癌细胞海拉(96年]。真菌天冬酰胺酶用于生成金纳米粒子高度适合癌症靶向药物输送管理(97年]。nanobiocomposites报道是更大的细胞毒性与肺癌细胞株A549对卵巢癌细胞系A2780比。天冬酰胺酶黄金nanobiocomposite创建,可以作为一种有效的抗癌药物与增强生物利用度对肺癌细胞株A549,毒性范围的84.5%。在过去的十年中,纳米颗粒通过微藻已经用于药物输送。与其他航空公司相比,这些毒性低,生物降解性,更大的表面积。微藻是用来产生抗体、疫苗所需生长因子,和某些激素在医学生物技术(98年,99年]。
肿瘤细胞靶向的药物或基因是通过药物输送系统。一般来说,由于突变,许多基因错编或遗传疾病的人缺席。因此,使用硅纳米颗粒作为基因出租车被认为是富有成果的(One hundred.]。因为他们运输药品,巧妙的药可以压倒传统方法的障碍的药物,如低稳定性和高毒性。一些最常使用的药物载体胶束、脂质体、和二氧化硅NPs,每个都有自己的优缺点。硅基纳米材料,如MCM-41 SBA-15,展览面积宽,可定制的孔隙大小,高承载能力和热稳定性。合成是昂贵和费时的,以及需要高能源和有害成分。
7.3。生物修复
重金属是不能生物降解的,有健康危害,对生态系统造成不良影响。他们引起突变,癌症和遗传问题通过绑定到相同的位置根据需要金属离子,导致结构和生物分子的不稳定。传统技术去除重金属是行之有效的,但有很多限制。因此,需要额外的方法来有效地去除重金属。纳米粒子有很多承诺,并用作吸附剂去除水体重金属因其最大吸附和高选择性11]。通过死亡真菌生物量、孤立的细胞外铜纳米粒子是一种更便宜、更环保的方法,也可以用于受损区域的生物修复。首先,真菌t . koningiopsis探索去除铜离子的可能性和减少铜NPs,扩大范围的生物合成金属纳米颗粒生物废水处理。Fungal-mediated生物合成的铜NP似乎是一个潜在的技术,扩大产业和技术NPs铜生产,因为它似乎是一个可行的候选人(9]。NP采购作为一种新的战略来治理污染环境最近得到了太多的关注。Algal-derived纳米颗粒作为生物修复剂;例如,AgNPs隔绝美国以photocatalyze甲基橙染料降解。此外,即便是低浓度的纳米粒子被发现显著降低的增长恶性疟原虫,这是一个寄生虫(仍然101年]。蓝藻提取相比,AgNPs产生Microchaete展示了优良的脱色活动对甲基红偶氮染料(102年]。AuNPs褐藻水提物的产生美国tenerrimum和t .圆锥体被证明有催化活性与有机染料sulforhodamine,罗丹明B和芳香族硝基化合物(在另一个工作103年]。
7.4。杀灭幼虫的活性纳米颗粒
向量是运营商的某些致病物质,如蚊子,螨虫,跳蚤。媒介传播疾病占17%以上的有吸引力的感染,每年造成超过700000人死亡。登革热是一个著名的病毒性疾病传播埃及伊蚊。其他vector-mediated病毒性疾病包括基孔肯亚热、decavirus发烧、黄热病、西尼罗河热、日本脑炎(所有蚊媒)和蜱传脑炎(92年]。的效率mycogenic银纳米粒子(AgNPs)产生镰刀菌素pallidoroseum生物量是研究对一个强有力的甘蔗病虫害北方邦西部的叫做白色幼虫,全毛亚纲serrata。体外,AgNPs给第三龄白色grub幼虫和致命剂量(LD50)使用概率单位分析计算,当时确认和确定为重要使用卡方检验在0.05级(104年]。海藻myriocystum海洋自然资源海藻,受雇在这项研究中,因为它独特的植物化学物质和主要功能提供优秀的应对众多的生物应用。它介导氧化钛纳米粒子是一个强大的干扰物质对细菌和蚊子的幼虫(105年]。
7.5。生物传感器
生物传感器已经广泛在生物医学诊断和许多其他领域如跟踪疾病进展,环境监测、药物发现和论证。可以使用各种技术来开发生物传感器。通过绑定的高亲和性生物分子,许多分析师可以检测具有灵敏度高、选择性好。生物传感可以使用NPs调查产生的藻类。AuNPs,例如,已被证明是一个有用的技术检测激素(促)怀孕测试(106年]。药物过敏,冠状动脉心脏病,心脏手术,和哮喘、铂NPs函数作为一个崭新的生物传感器对应辉煌的检测灵敏度的肾上腺素。藻类AuNP具有良好的光学性质,可用于确定在体内激素的类型和数量,这是一个重要的援助在诊断癌症。Micro-AuAg合金合成从藻类在环境温度显示重要2-butanone electrocatalytic潜力,可以检测初始癌细胞(107年,108年]。通过最近的一项研究中,AgNP介导夜光虫scintillans测试的比色检测过氧化氢(H2O2)。消毒剂,帮助小擦伤,牙齿不适,美白牙齿,嘴排水。结果表明,降解AgNP过氧化氢的催化表面温度,时间,和pH-dependent。这个测试也显示颜色从棕色转向无色,展示最引人注目的颜色变化(109年]。在另一个调查,AuNPs由Hypnea瓦伦西亚被证明是能够检测人体绒毛膜促性腺激素荷尔蒙水平从孕妇的尿液样本106年]。
8。未来前景
纳米粒子已经证明了各领域重要的承诺,包括医学、环境生物学、电子产品。不过,开发可持续的技术这些纳米材料的合成仍然是一个问题。大多数研究都是在实验室范围内设置完成,在这一领域和未来的发展将取决于从产业协作+全面评估经济和环境的影响,以及优化现有资源充分的批量生产。未来的研究应该重点发展纳米粒子毒性较低,低能量消耗和高催化活性和抗菌性能最大化。因此,它是至关重要的合成金属纳米粒子,尤其是使用生物合成方法,用于各种学科如癌症治疗、药物运输和生物传感器的发展。
9。结论
我们提出了一个详细的概述当前先进的真菌和algal-derived代纳米颗粒在本文中。本研究着重于生产金属纳米颗粒的想法,需要从不同的真菌和藻类。此外,根据最近的发现,我们主张使用纳米抗菌,抗氧化,抗癌,抗炎,生物传感器,杀灭幼虫的属性。纳米技术是一种强大的领域,允许控制分子在分子水平上的应用科学。物理和化学方法生产的纳米粒子有缺点由于辐射和有毒物质。NPs的绿色合成法是基于这样一个前提:应该是一个良性的过程,使用生物资源,避免了有毒成分,无毒,成本效益。“环境友好”开发新合成工艺生产纳米材料以更低的成本和更少的能量可能导致更多种类的纳米技术的应用程序。我们相信,利用生态方法,我们将能够在短时间内合成纳米材料具有调节特性的时间一致的NP在实验室制备,它可以作为一种安全的选择方法开发大型NP制造业在不久的将来。
数据可用性
使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。
作者的贡献
Anugrah迈克尔和Aniket辛格是相等的贡献者。