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Herstellung und Charakterisierung biosynthetischer Silbernanopartikel

Projekt

Ernährung und Verbraucherschutz

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Ernährung und Verbraucherschutz


Förderkennzeichen: MRI-LBV-08-Nano-32
Laufzeit: 01.09.2014 - 30.09.2015
Forschungszweck: Grundlagenforschung
Stichworte: Nanotechnologie, Charakterisierung, AgNp-Synthese

Aufgrund der steigenden Bedeutung von Silbernanopartikel in den verschiedenen Industriezweigen und einer möglichen Exposition mit natürlich vorkommenden oder gezielt hergestellten biosynthetischen AgNPs (durch z.B. mit Silber beschichtetes Verpackungsmaterial von Lebensmitteln), ist eine Charakterisierung mikrobiell synthetisierter AgNPs erforderlich. Zudem liegen bisher kaum Informationen zu den stabilisierenden Komponenten von mikrobiell synthetisierten Silbernanopartikeln und deren Einfluss auf die antimikrobiellen Eigenschaften sowie der Fähigkeit Ionen freizusetzen vor, sodass hier eine Charakterisierung des angelagerten Oberflächenproteinkomplexes notwendig ist.
Die Ergebnisse der hier vorliegenden Studie deuten darauf hin, dass bei der Methode der „extrazellulären mikrobiellen AgNP-Biosynthese“ die Silberreduktion nicht aufgrund mikrobieller Einflüsse stattfindet, sondern hauptsächlich vom Nährmedium vermittelt wird. Die Daten zeigen, dass die Zusammensetzung des Nährmediums die Bildung der Partikel bestimmt und bakterielle Metabolite die Synthese nicht oder nur im geringen Maße beeinflussen. Gerade bei hohen Chloridgehalten der Nährmedien werden vor allem Ag/AgCl Partikel gebildet. Aber auch Ag-Nanocluster und Ag-Agglomerate waren in den Mischungsansätzen zu finden (v.a. bei niedrigeren Cl- Gehalten der Medien). Jedoch können aufgrund der Komplexität der verschiedenen Nährmedien in den Mischungsansätzen die Partikel in unterschiedlicher Zusammensetzung vorliegen und auch Silbersulfide sowie andere Silberverbindungen mit den organischen Stoffen der Medien sind möglich. Auch bei anderen AgNP-Synthesemethoden (z.B. Inkubation der Biomasse mit AgNO3) deutet Verschiedenes darauf hin, dass Mikroorganismen per se keine AgNPs bilden. In diesem Zusammenhang führt beispielsweise die Studie von Morsy die AgNP-Synthese auf die Freisetzung der Zellinhalte, durch das Absterben der getesteten Mikroorganismen, zurück (Morsy, 2015). Dies zeigt, dass die Forschungsartikel auf dem Gebiet der mikrobiellen AgNP-Synthese nicht nur kritisch betrachtet werden müssen, sondern auch der mikrobielle Einfluss auf die Partikelsynthese bei den Untersuchungen stets durch adäquate Kontrollen verifiziert werden muss. Im Vergleich zur mikrobiellen Biosynthese stellt die Nährmedium-vermittelte AgNP-Synthese eine einfachere Synthesemethode mit ähnlichen Resultaten dar, mit welcher auch biokompatible Ag/AgCl oder Ag-Nanocluster hergestellt werden können, die in verschiedenen Bereichen einsetzbar sind.

Müller, A., Behsnilian, D., Walz, E., Gräf, V., Hogekamp, L. and Greiner, R., 2016. Effect of Culture Medium on the Extracellular Synthesis of Silver Nanoparticles using Klebsiella pneumoniae, Escherichia coli and Pseudomonas jessinii. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology 6, 107-115.

 

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