Informatie

2.6: Observatie van micro-organismen - biologie


Koninkrijk: Protista

Leden van het koninkrijk Protista zijn eencellige eukaryote organismen. Naast veel protisten zie je mogelijk ook bacteriën en meercellige dieren die raderdiertjes worden genoemd.

vraag

Tot welk domein behoren de leden van het koninkrijk, Protista?

  1. Bereid een natte berg micro-organismen voor door 1 druppel van de cultuur toe te voegen aan een schoon glaasje. Afdekken met dekglaasje. Voeg GEEN methyleenblauw toe aan deze levende organismen.
  2. Observeer onder scan, dan laag vermogen. Zie je structuren in het organisme? Probeer te observeren met een hoog vermogen. Bevestig de observatie met je instructeur.
  3. Gebruik de volgende website, de leerling-identificatiesleutel of een vijvergids om 2 verschillende organismen te identificeren die in uw vijverwatermonster worden aangetroffen.

  4. Schets de waargenomen micro-organismen

Azijn Paling

Azijnalen, Tubatris aceti, zijn kleine dieren die voorkomen in de nematodestam.

vraag

Tot welk domein en koninkrijk behoren Vinegar Eels?

Schets azijnaaltjes

Laboratorium opruimen

Klik de scanobjectief op zijn plaats, wikkel het snoer stevig in en plaats de microscoop terug in de kast

Gooi objectglaasjes weg in de naaldencontainer

De letter e-dia wordt niet weggegooid

Reinig het gebied van de laboratoriumbank en vervang items zoals aangegeven door de instructeur

Laat geen voorwerpen in de gootsteen of op de laboratoriumtafel liggen

Was je handen voordat je het laboratorium verlaat


Directe observatie van DNA-threading in flap-endonucleasecomplexen

Handhaving van de integriteit van het genoom vereist dat vertakte nucleïnezuurmoleculen nauwkeurig worden verwerkt om dubbel-helix DNA te produceren. Flap-endonucleasen zijn essentiële enzymen die dergelijke vertakte moleculen die tijdens replicatie worden gegenereerd door Okazaki-fragmentsynthese, afsnijden. Hier rapporteren we kristalstructuren van bacteriofaag T5-flap endonuclease in complexen met intacte DNA-substraten en producten, met resoluties van 1,9-2,2 Å. Ze onthullen enkelstrengs DNA dat door een gat in het enzym loopt, dat wordt omsloten door een omgekeerde V-vormige spiraalvormige boog die zich over de actieve plaats uitstrekt. Residuen die het gat bekleden, induceren een ongebruikelijke weerhaakachtige conformatie in het DNA-substraat, waardoor het deelbare fosfaat en essentiële katalytische metaalionen naast elkaar worden geplaatst. Een reeks complexen en biochemische analyses laten zien hoe de enkelstrengs vertakking van het substraat het enzym nadert, doordringt en uiteindelijk tevoorschijn komt aan de andere kant van het enzym. Onze studies suggereren dat substraatherkenning een ongebruikelijk 'vlieggiet-, draad-, buig- en weerhaakmechanisme' omvat.


Het leven van Antony Van Leeuwenhoek

In 1632 werd Leeuwenhoek geboren op 24 oktober in Delft, Nederland. Zijn vader was mandenmaker en stierf in zijn vroege jeugd.

Leeuwenhoek heeft niet veel onderwijs genoten en geen enkele taal geleerd voordat hij in de handel kwam. Op 16-jarige leeftijd werkte hij als boekhouder bij een linnengoedwinkel in Amsterdam. Zes jaar later, in 1654, keerde hij terug naar Delft om zijn eigen lakenhandel op te richten en trouwde.

In 1660 diende hij als minderjarige stadsambtenaar en werkte daarna ook als wijninspecteur (meter) en landmeter. Hij hertrouwde in 1671 na de dood van zijn eerste vrouw.


Samenwerking tussen micro-organismen

Coöperatief gedrag, inclusief mutualisme en altruïsme, komt de ene partij ten goede terwijl de andere een bepaald gedrag vertoont.

Leerdoelen

Vergelijk en contrasteer het volgende coöperatieve gedrag: mutalisme en altruïsme

Belangrijkste leerpunten

Belangrijkste punten

  • In microbiële systemen zijn er twee hoofdtypen van samenwerking, altruïsme en mutualisme.
  • Mutualisme is een relatie tussen micro-organismen die voor beide partijen voordelig is (+/+). Dit betekent dat beide partijen positieve dingen ontvangen van hun interactie.
  • Altruïsme is een relatie tussen micro-organismen die gunstig is voor de ene partij, maar schadelijk voor de (+/-). Wetenschappers zijn van mening dat het individu met verlies de actie uitvoert omdat ze denken dat het uiteindelijk ten goede zal komen aan anderen met wie ze een relatie delen (zoals familie).

Sleutelbegrippen

  • Medewerking: Vereniging voor wederzijds voordeel.
  • mutualisme: Een relatie tussen individuen van verschillende soorten waarvan beide individuen profiteren
  • altruïsme: Respect voor anderen, zowel natuurlijke als morele toewijding aan de belangen van anderen broederlijke vriendelijkheid – in tegenstelling tot egoïsme of egoïsme.

Microbiële samenwerking

Methanogene bacteriën in termieten: Methanogene bacteriën hebben een syntrofische relatie met protozoën die in de ingewanden van termieten leven. De protozoa breken cellulose af, waardoor H2 vrijkomt dat vervolgens wordt gebruikt bij methanogenese.

Een coöperatief gedrag komt de ene partij ten goede terwijl de andere een bepaald gedrag vertoont of een bepaalde actie onderneemt. In microbiële systemen zijn er twee hoofdtypen van samenwerking, altruïsme en mutualisme. Het is belangrijk om te onthouden dat micro-organismen bacteriën, archaea, schimmels en protisten omvatten. Ze zijn te klein om met het blote oog te zien, maar ze spelen een grote rol in de wereld zoals wij die kennen en hebben een grote biologische diversiteit.

Mutualisme

Mutualisme is een relatie tussen micro-organismen die voor beide partijen voordelig is (+/+). Dit betekent dat beide partijen profiteren van hun interactie. Een microbieel voorbeeld is de interactie tussen protozoa en archaea in het spijsverteringskanaal van sommige dieren. Deze dieren eten cellulose die door de protozoa wordt afgebroken om energie te verkrijgen. Bij dit proces komt waterstof vrij als afvalproduct, wat op zijn beurt de energieproductie vermindert. Gespecialiseerde archaea zetten de waterstof (die ze nodig hebben) om in methaan, waardoor de energieproductie kan toenemen. Zowel de protozoa als de archaea profiteren van deze relatie.

Altruïsme

Altruïsme is een relatie tussen micro-organismen die gunstig is voor de ene partij, maar schadelijk voor de (+/-). De meeste wetenschappers zijn van mening dat de persoon die schade heeft geleden of verlies heeft geleden, de handeling uitvoert omdat ze denken dat dit uiteindelijk ten goede zal komen aan anderen met wie het een hechte band heeft of waarmee het een relatie deelt (zoals familie). Op microscopisch niveau gebeurt dit bij geprogrammeerde celdood, oftewel apoptose. Hoewel het niet lijkt alsof het gunstig zou zijn voor de cel om te sterven, is er gesuggereerd dat de middelen die het gebruikte beter door andere cellen zouden kunnen worden gebruikt voor groei en overleving.


2.6: Observatie van micro-organismen - biologie

Afdeling Biologie, Faculteit Toegepaste wetenschappen, Umm AlQura University, Mekka, Saoedi-Arabië

Abstract

Het weggooien van plastic is tegenwoordig een van de grootste problemen waarmee het milieu wordt geconfronteerd, aangezien grote hoeveelheden synthetisch plastic nog steeds niet afbreekbaar zijn. Een aantal micro-organismen heeft het vermogen om verschillende soorten plastic onder geschikte omstandigheden af ​​te breken, maar door de hardheid van deze polymeren en hun onoplosbaarheid in water is biologische afbraak een langzaam proces. Natuurlijke kunststoffen zijn gemaakt van plantaardige en dierlijke bronnen, of geproduceerd door een reeks micro-organismen, moeten worden geïntroduceerd. Sommige bacteriestammen kunnen bioplastics produceren en opslaan met behulp van koolstofbronnen onder geschikte fermentatieomstandigheden. Dergelijke biomaterialen worden polyhydroxyalkanoaten (PHA) of biologische polyester genoemd. Ze zijn veilig, hebben geen giftige bijproducten en kunnen gemakkelijk worden afgebroken door micro-organismen.

trefwoorden: biologische afbreekbaarheid, synthetisch plastic, natuurlijk plastic, PHA, biologische afbreekbaarheidstesten

auteursrechten © 2017 Wetenschap en Onderwijs Publishing. Alle rechten voorbehouden.

Citeer dit artikel:

  • Fatima Alshehrei. Biologische afbraak van synthetisch en natuurlijk plastic door micro-organismen. Journal of Applied & Environmental Microbiology. Vol. 5, nr. 1, 2017, blz. 8-19. http://pubs.sciepub.com/jaem/5/1/2
  • Alshehrei, Fatima. "Biologische afbraak van synthetisch en natuurlijk plastic door micro-organismen." Journal of Applied & Environmental Microbiology 5.1 (2017): 8-19.
  • Alshehrei, F. (2017). Biologische afbraak van synthetisch en natuurlijk plastic door micro-organismen. Journal of Applied & Environmental Microbiology, 5(1), 8-19.
  • Alshehrei, Fatima. "Biologische afbraak van synthetisch en natuurlijk plastic door micro-organismen." Journal of Applied & Environmental Microbiology 5, nee. 1 (2017): 8-19.

In één oogopslag: Cijfers

1. Inleiding

Kunststof is een synthetisch polymeer. Het bestaat uit koolstof, waterstof, silicium, zuurstof, chloride en stikstof. Het is afgeleid van verschillende bronnen zoals olie, steenkool en aardgas. Kunststoffen worden veel gebruikt vanwege hun stabiliteit en duurzaamheid. Het zijn verschillende soorten zoals polyethyleen (PE), polyethyleentereftalaat (PET), nylons, polypropyleen (PP), polystyreen (PS), polyvinylchloride (PVC) en polyurethaan (PUR) [1]. Door het ontbreken van efficiënte methoden voor een veilige verwijdering van deze synthetische polymeren, komen ze vaak terecht in het milieu, wat een steeds grotere ecologische bedreiging vormt voor flora en fauna [2] .

In Saoedi-Arabië wordt jaarlijks ongeveer 12 miljoen ton vast stedelijk afval geproduceerd, bestaande uit 40% organisch afval, 20% papierafval en 12-15% plastic producten [3]. Volgens de statistieken van 2014 van de gemeente Heilige Mekka werd ongeveer 82.933 ton vast stedelijk afval geproduceerd, waarvan 26% plastic [4]. In figuur 1 zijn de percentages weergegeven van de verschillende soorten vast afval die deze gemeente in 2014 heeft geproduceerd.

Vanwege de aanwezigheid van kunststoffen in gemeentelijk afval, staan ​​veel landen de verbranding van dit afval niet toe. In plaats daarvan worden kunststoffen verwijderd door open, ongecontroleerde verbranding en storten. Er kunnen verschillende gezondheidsproblemen optreden als gevolg van de open verbranding van deze afvalstoffen die verontreinigende stoffen in de lucht vrijgeven. Bovendien produceert de verbranding van polyvinylchloride (PVC)-kunststoffen persistente organische verontreinigende stoffen die bekend staan ​​als furanen en dioxines, en de verbranding van polyethyleen, polyurethaan, polyvinylchloride en polystyreen produceert giftige irriterende producten die leiden tot immuunstoornissen en longziekten, en zijn geclassificeerd als mogelijke kankerverwekkende stoffen voor de mens [5] .

Plastic kan worden afgebroken door een verscheidenheid aan mechanismen, zoals chemische, thermische, foto-oxidatie en biologische afbraak, die allemaal extreem lang duren, afhankelijk van het molecuulgewicht van het polymeer. Het kan tot 1000 jaar duren voordat sommige soorten plastic zijn afgebroken [6 ] .

Micro-organismen kunnen ook een cruciale rol spelen in dit proces, aangezien meer dan 90 geslachten van bacteriën, schimmels en actinomyceten het vermogen hebben om plastic af te breken [7]. Over het algemeen is de biologische afbraak van plastic door micro-organismen een zeer langzaam proces, en sommige micro-organismen kunnen bepaalde plastics niet afbreken [8] .

Biologisch afbreekbare kunststoffen zijn materialen die zijn ontworpen om te worden afgebroken onder milieuomstandigheden of in gemeentelijke en industriële biologische afvalverwerkingsinstallaties, en zo de weg vrijmaken voor nieuwe afvalbeheerstrategieën [9] . Sommige stammen van micro-organismen kunnen polyhydroxyalkonaten (PHA) produceren, een bioplastic dat veilig is, geen toxische effecten heeft en gemakkelijk biologisch kan worden afgebroken [10]. Deze studie richt zich op de rol van micro-organismen bij de biologische afbraak van synthetische en natuurlijke kunststofpolymeren, en beschrijft de biologische afbraakroutes.

2. Categorieën en classificatie van kunststoffen

Er zijn verschillende soorten kunststoffen, ingedeeld op basis van hun eigenschappen en chemische structuur.

2.1. Thermische eigenschappen

Op basis van de thermische eigenschappen van kunststof kunnen kunststoffen worden onderverdeeld in twee groepen: thermoplasten en thermohardende polymeren.

Thermoplasten zijn polymeren die bij verhitting niet van chemische samenstelling kunnen veranderen en daarom meerdere keren kunnen worden gegoten. Deze polymeren zijn van verschillende typen zoals polyethyleen (PE), polypropyleen (PP), polystyreen (PS), polyvinylchloride (PVC) en polytetrafluorethyleen (PTFE). Ze zijn ook bekend als gewone kunststoffen, hebben een molecuulgewicht van 20.000 tot 500.000 AMU en hebben verschillende aantallen herhalende eenheden die zijn afgeleid van een eenvoudige monomeereenheid [11].

2.1.2. Thermohardende polymeren

Thermohardende polymeren zijn verschillende soorten kunststoffen. Thermohardende polymeren blijven vast en kunnen niet worden gesmolten en gemodificeerd. De chemische verandering is hier onomkeerbaar en daarom zijn deze kunststoffen niet recyclebaar omdat ze een sterk verknoopte structuur hebben, terwijl thermoplastische materialen lineair zijn [12]. Voorbeelden zijn fenol-formaldehyde, polyurethanen, enz...

Kunststoffen worden ook geclassificeerd op basis van hun relevantie voor het fabricageproces en ontwerp. Verschillende parameters kunnen worden gebruikt, zoals elektrische geleidbaarheid, duurzaamheid, treksterkte, afbreekbaarheid en thermische stabiliteit.

2.3. Afbreekbaarheid Eigenschappen

De chemische eigenschappen van kunststoffen kunnen worden gebruikt als criteria om ze te onderscheiden in afbreekbare en niet-afbreekbare polymeren [13]. Niet-biologisch afbreekbare kunststoffen, meestal bekend als synthetische kunststoffen, zijn afgeleid van petrochemicaliën. Ze hebben veel herhalingen van kleine monomeereenheden waardoor ze een zeer hoog molecuulgewicht hebben.

Ter vergelijking: biologisch afbreekbare kunststoffen worden gemaakt van hernieuwbare bronnen die in hun natuurlijke vorm volledig biologisch afbreekbaar zijn, zoals componenten van levende planten, dieren en algen als bron van cellulose, zetmeel, eiwitten en algenmaterialen. Ze kunnen ook worden geproduceerd door een reeks micro-organismen [14]. Biologisch afbreekbare kunststoffen breken meestal af bij interactie met UV, water, enzymen en geleidelijke veranderingen in pH. Er zijn vier soorten afbreekbare kunststoffen: fotoafbreekbare bioplastics, composteerbare bioplastics, biobased bioplastics en biologisch afbreekbare bioplastics [15].

Fotoafbreekbaar bioplastic heeft lichtgevoelige groepen die direct verbonden zijn met de ruggengraat van het polymeer. Blootstelling aan ultraviolette straling gedurende een lange tijd kan hun polymere structuur desintegreren, waardoor ze openstaan ​​voor verdere bacteriële afbraak. Stortplaatsen hebben echter meestal geen zonlicht, waardoor deze kunststoffen niet worden afgebroken [15] .

Biogebaseerde bioplastics worden gedefinieerd als "kunststoffen" waarin 100% van de koolstof afkomstig is van hernieuwbare landbouw- en bosbouwbronnen, zoals maïszetmeel, soja-eiwit en cellulose.

Composteerbare bioplastics worden biologisch afgebroken in een composteringsproces dat met dezelfde snelheid plaatsvindt als andere composteerbare materialen, zonder zichtbare toxische resten achter te laten. Om een ​​kunststof als biocomposteerbaar aan te merken, moeten de totale biologische afbreekbaarheid, de mate van desintegratie en de mogelijke ecologische toxiciteit van de afgebroken materialen worden bepaald door gestandaardiseerde tests.

Biologisch afbreekbare bioplastics worden volledig afgebroken door micro-organismen, zonder zichtbare toxische resten achter te laten. De term "biologisch afbreekbaar" verwijst naar materialen die op natuurlijke wijze kunnen desintegreren of afbreken in biogassen en biomassa (meestal koolstofdioxide en water) als gevolg van blootstelling aan een microbiële omgeving en vochtigheid [16].

Polyhydroxyalkaanzuren (PHA's) zijn een belangrijk type biologisch afbreekbare kunststoffen, omdat ze eigenschappen hebben die vergelijkbaar zijn met conventionele kunststoffen. Ze zijn volledig biologisch afbreekbaar, maar kunnen worden gesmolten en gemodelleerd, waardoor ze ideaal zijn voor gebruik in consumentenproducten. Figuur 2 toont de typische PHA-structuur, evenals de structuren van de belangrijkste PHA's: poly (3-hydroxybutyraat) en poly (3-hydroxybutyraat-co-3-hydroxyvaleraat) [17].

Synthetische kunststoffen worden geclassificeerd op basis van de kenmerken van de reacties waardoor ze worden gevormd. Als alle atomen in de monomeren in een polymeer zijn opgenomen, wordt het polymeer an . genoemd additie polymeer als sommige monomeeratomen vrijkomen in kleine moleculen, zoals water, wordt het polymeer a . genoemd condensatie polymeer. De meeste additiepolymeren zijn gemaakt van monomeren die een dubbele binding tussen koolstofatomen bevatten. Dergelijke monomeren worden genoemd olefinen, en de meeste commerciële additiepolymeren zijn: polyolefinen. condensatie polymeren zijn gemaakt van monomeren die twee verschillende groepen atomen hebben die aan elkaar kunnen worden gekoppeld, zoals ester- of amideverbindingen. Ze omvatten polymeren zoals polyethyleen, polypropyleen, polystyreen, polyvinylchloride, polyurethaan en polyethyleentereftalaat, weergegeven in figuur 3.

Kunststoffen zijn relatief zeer goedkoop, duurzaam en zeer eenvoudig te vervaardigen. De volgende tabel (Figuur 4) beschrijft enkele veelgebruikte kunststoffen en hun toepassingen [19].

3. Biologische afbraak

Kunststoffen kunnen via verschillende mechanismen worden afgebroken: thermische, chemische, foto- en biologische afbraak. De afbraak van kunststoffen is een fysieke of chemische verandering in polymeren die optreedt als gevolg van omgevingsfactoren, zoals licht, warmte, vocht, chemische omstandigheden of biologische activiteit [20]. Biologische afbraak is een biochemisch proces dat verwijst naar de afbraak en assimilatie van polymeren door levende micro-organismen om afbraakproducten te produceren [21].

3.1. Biologische afbraak van kunststoffen

Biologische afbraak wordt gedefinieerd als elke fysieke of chemische verandering in een materiaal veroorzaakt door biologische activiteit. Micro-organismen zoals bacteriën, schimmels en actinomyceten zijn betrokken bij de afbraak van zowel natuurlijke als synthetische kunststoffen. Kunststoffen worden gewoonlijk aëroob biologisch afgebroken van aard, anaëroob in sedimenten en stortplaatsen en gedeeltelijk aëroob in compost en bodem. Kooldioxide en water worden geproduceerd tijdens aërobe biologische afbraak, terwijl anaërobe biologische afbraak koolstofdioxide, water en methaan produceert [22].

3.1.1. Aërobe biologische afbraak

Ook bekend als aërobe ademhaling, is aërobe biologische afbraak een belangrijk onderdeel van de natuurlijke afbraak van verontreinigingen op veel locaties met gevaarlijk afval. Aerobe microben gebruiken zuurstof als elektronenacceptor en breken organische chemicaliën af in kleinere organische verbindingen. CO 2 en water zijn de bijproducten van dit proces [23] .

C kunststof + O 2 → CO 2 + H 2 O + C residu +Biomassa

3.1.2. Anaërobe biologische afbraak

Anaërobe biologische afbraak is de afbraak van organische verontreinigingen door micro-organismen wanneer er geen zuurstof aanwezig is. Het is ook een belangrijk onderdeel van de natuurlijke afbraak van verontreinigingen op locaties met gevaarlijk afval. Sommige anaërobe bacteriën gebruiken nitraat, sulfaat, ijzer, mangaan en koolstofdioxide als hun elektronenacceptoren om organische chemicaliën af te breken tot kleinere verbindingen.

C kunststof → CH 4 + CO 2 + H 2 O + C residu +Biomassa

Micro-organismen zijn niet in staat de polymeren rechtstreeks door hun buitenste celmembranen te transporteren naar de cellen waar de meeste biochemische processen plaatsvinden, aangezien polymeermoleculen lang zijn en niet in water oplosbaar. Om dergelijke materialen als koolstof- en energiebron te gebruiken, ontwikkelden microben een strategie waarbij ze extracellulaire enzymen uitscheiden die de polymeren buiten de cellen depolymeriseren [24].

Anaërobe en aërobe biodegradatiemechanismen zijn weergegeven in figuur 5. Extracellulaire en intracellulaire depolymeriserende enzymen zijn actief betrokken bij de biologische afbraak van polymeren. Tijdens de afbraak breken microbiële exo-enzymen complexe polymeren af, waardoor korte ketens of kleinere moleculen zoals oligomeren, dimeren en monomeren ontstaan. Deze moleculen zijn klein genoeg om in water oplosbaar te zijn en kunnen door de semi-permeabele buitenste bacteriële membranen gaan om te worden gebruikt als koolstof- en energiebronnen. Dit initiële proces van het afbreken van polymeren wordt depolymerisatie genoemd en wanneer de eindproducten anorganische soorten zijn (bijv. CO 2 , H 2 O of CH 4 ), wordt de afbraak mineralisatie genoemd [24].

Biologische afbraak van polymeren omvat de volgende stappen:

1. Hechting van het micro-organisme aan het oppervlak van het polymeer.

2. Groei van het micro-organisme, gebruikmakend van het polymeer als koolstofbron.

3. Ultieme afbraak van het polymeer.

Micro-organismen kunnen zich hechten aan het oppervlak van een polymeer, zolang dit maar hydrofiel is. Zodra het organisme aan het oppervlak is bevestigd, kan het groeien met het polymeer als koolstofbron. In de primaire afbraakfase zorgen de extracellulaire enzymen die door het organisme worden uitgescheiden ervoor dat de hoofdketen wordt gesplitst, wat leidt tot de vorming van fragmenten met een laag molecuulgewicht, zoals oligomeren, dimeren of monomeren. Deze verbindingen met een laag molecuulgewicht worden verder door de microben gebruikt als koolstof- en energiebronnen. Kleine oligomeren kunnen ook in het organisme diffunderen en in de interne omgeving worden opgenomen. Deze reactieroutes worden geïllustreerd in Figuur 6 [25].

De biologische afbreekbaarheid van een polymeer wordt hoofdzakelijk bepaald door de volgende fysische en chemische eigenschappen:

1. De beschikbaarheid van functionele groepen die de hydrofobiciteit verhogen (hydrofiele afbraak is sneller dan hydrofoob).

2. Het molecuulgewicht en de dichtheid van het polymeer (lager wordt sneller afgebroken dan hoger).

3. De morfologie van TM: hoeveelheid kristallijne en amorfe gebieden (amorf breekt sneller af dan kristallijn).

4. Structurele complexiteit zoals lineariteit of de aanwezigheid van vertakkingen in het polymeer.

5. Aanwezigheid van gemakkelijk verbreekbare bindingen zoals ester- of amidebindingen. Ketenkoppeling (ester > ether > amide > urethaan).

6. Moleculaire samenstelling (blend).

7. De aard en fysieke vorm van het polymeer (bijvoorbeeld films, pellets, poeder of vezels).

8. Hardheid (Tg) (zachte polymeren worden sneller afgebroken dan harde) [26, 27, 28].

3.4. Biologische afbraak van synthetische kunststoffen
3.4.1. Polyethyleen (PE)

Polyethyleen is een stabiel polymeer dat bestaat uit lange ketens van ethyleenmonomeren en niet gemakkelijk kan worden afgebroken door micro-organismen. Er is echter gemeld dat PE-oligomeren met een lager molecuulgewicht (MW = 600-800) gedeeltelijk kunnen worden afgebroken door Actinobacter spp. bij dispersie, terwijl PE met een hoog molecuulgewicht niet kon worden afgebroken [13] .

De biologische afbraak van PE is een zeer langzaam proces. Een grote verscheidenheid aan Actinomyceten zoals: Streptomyces stam en schimmels zoals Aspergillus en Penicillium zijn gebruikt in onderzoek om dit proces te vergemakkelijken. El Shafei et al. (1998) onderzochten het vermogen van schimmels en Streptomyces-stammen om afbreekbaar polyethyleen aan te vallen dat bestond uit weggegooide polyethyleenzakken met 6% zetmeel [29]. Ze isoleerden acht verschillende stammen van Streptomyces en twee schimmels Mucor rouxii NRRL 1835 en Aspergillus flavus.

Yamada-Onodera et al. (2001) bestudeerden een schimmelstam, Penicillium simplicissimum YK, dat polyethyleen biologisch kan afbreken zonder toevoegingen [30] . Ultraviolet licht of oxidatiemiddelen, zoals een UV-sensibilisator, werden aan het begin van het proces gebruikt om een ​​inert materiaal, polyethyleen, te activeren. Polyethyleen werd ook zes dagen behandeld met salpeterzuur bij 80°C voor het kweken met ingevoegde functionele groepen die gevoelig waren voor micro-organismen. Met schimmelactiviteit werd polyethyleen met een startmolecuulgewicht in het bereik van 4000 tot 28.000 afgebroken tot eenheden met een molecuulgewicht van 500, na een maand vloeibare kweek. Dit duidde op de succesvolle biologische afbraak van dit polyethyleen. Over het algemeen is de afbraak van polyethyleen een gecombineerd foto- en biodegradatieproces. Ten eerste worden door abiotische oxidatie (blootstelling aan UV-licht) of warmtebehandeling essentiële abiotische voorlopers verkregen, waardoor geselecteerde thermofiele micro-organismen de oxidatieproducten met lage molecuulmassa kunnen afbreken.

Het is bekend dat de biologische afbraak van polyethyleen plaatsvindt door hydro-biologische afbraak of oxo-biologische afbraak. Deze twee mechanismen kunnen worden gebruikt vanwege twee additieven, zetmeel en pro-oxidant, die worden gebruikt bij de synthese van biologisch afbreekbaar polyethyleen. Met zetmeel gemengd polyethyleen heeft een continue zetmeelfase die het materiaal hydrofiel maakt en daardoor kan worden gekatalyseerd door amylase-enzymen. Micro-organismen kunnen dit gedeelte gemakkelijk bereiken, aanvallen en verwijderen, dus het polyethyleen met de hydrofiele matrix blijft hydro-biologisch afgebroken. Als een pro-oxidant additief werd gebruikt, vindt biologische afbraak plaats na fotodegradatie en chemische afbraak. Als de pro-oxidant een metaalverbinding is, vindt na door overgangsmetaal gekatalyseerde thermische peroxidatie de biologische afbraak van oxidatieproducten met een laag molecuulgewicht achtereenvolgens plaats [31] . Het proces is weergegeven in figuur 7.

Polypropyleen is een thermoplast die vaak wordt gebruikt voor plastic vormstukken, stationaire mappen, verpakkingsmaterialen, plastic kuipjes, niet-absorbeerbare hechtingen, luiers, enz. Het kan worden afgebroken door blootstelling aan ultraviolette straling van zonlicht en het kan ook worden geoxideerd bij hoge temperaturen. De mogelijkheid om PP af te breken met micro-organismen is ook onderzocht [33].

Hoewel PP een polyolefine is en dus vatbaar voor oxidatieve afbraak zoals PE, maakt de vervanging van waterstof door methyl op de ß-positie het beter bestand tegen microbiële aanvallen, zoals eerder besproken in de sectie over factoren die de biologische afbreekbaarheid beïnvloeden (namelijk structurele complexiteit ). De afnemende volgorde van gevoeligheid van polymeren voor afbraak in grond gemengd met gemeentelijk afval was PE > LDPE > HDPE. Dit werd onthuld door analyse van het gewichtsverlies van het monster, de evolutie van CO 2 , veranderingen in treksterkte en veranderingen in FTIR en bacteriële activiteit in de bodem.

Studies hebben gerapporteerd over biologische afbraak van PP, veel microbiële gemeenschappen, zoals bepaalde schimmelsoorten zoals Aspergillus Niger en bacteriën zoals Pseudomonas en Vibrio zijn gerapporteerd om PP biologisch af te breken. Tijdens het afbraakproces werd een afname van de viscositeit en de vorming van nieuwe groepen, namelijk carbonyl en carboxyl, waargenomen [34].

Polystyreen is een synthetisch hydrofoob polymeer met een hoog molecuulgewicht. Het is recyclebaar, maar niet biologisch afbreekbaar en hoewel is gemeld dat PS-film biologisch werd afgebroken door een Actinomycetes-stam, was de mate van biologische afbraak erg laag [35].

Kaplan et al. (1979) onderzochten de biologische afbraak van polystyreen met zeventien soorten schimmels die plastic kunnen afbreken. Ze vonden lage afbraaksnelheden, hoewel de toevoeging van cellulose en mineralen deze afbraaksnelheden aanzienlijk verhoogde [36]. Lyklema et al. (1989) bestudeerden de adhesie van an arthrobacter soort, E coli, Microkok en Psuedomonas op polystyreenfolie. Adhesie werd microscopisch en radiometrisch gevolgd [37].

3.4.4. Polyvinylchloride (PVC)

Polyvinylchloride is een sterke kunststof die bestand is tegen verschillende factoren, zoals slijtage en chemicaliën, en een lage vochtopname heeft. Er zijn veel studies over thermische en fotodegradatie van PVC, maar slechts enkele rapporten over de biologische afbraak ervan. volgens kirbas et al. (1999), kan het lage molecuulgewicht van PVC worden blootgesteld aan biologische afbraak door witrotschimmels [38] .

3.4.5. Polyethyleentereftalaat (PET)

Polyethyleentereftalaat heeft verschillende eigenschappen. Het is een semi-kristallijn polymeer en is chemisch en thermisch stabiel. Het molecuulgewicht van dit polymeer varieert van 30.000 tot 80.000 gmol -1 (39). Sharon et al. (2012) bestudeerden de afbraak van PET-transparantievellen door microben en het esterase-enzym, en ontdekten belangrijke chemische veranderingen van polymeerketens door middel van röntgenfoto-elektronspectroscopie (XPS)-analyse. Microbiële afbraak tast de kristalstructuur aan en een aanwezigheid van microben in het polyethyleentereftalaat werd ook gezien met behulp van scanning elektronenmicroscopie (SEM) microfoto's [40].

3.5. Biologische afbraak van natuurlijk plastic

Biomaterialen zijn natuurlijke producten, gesynthetiseerd en afgebroken door verschillende micro-organismen, waarvan is vastgesteld dat ze brede biotechnologische toepassingen hebben. Ze kunnen door vele soorten soorten worden opgenomen (biologisch afbreekbaar) en veroorzaken geen toxische effecten in de gastheer (biocompatibel).

Bioplastics zijn een speciaal soort biomateriaal. Het zijn polyesters die door verschillende micro-organismen worden geproduceerd en onder verschillende voedings- en omgevingsomstandigheden worden gekweekt [41]. Deze polymeren, meestal lipide van aard, worden geaccumuleerd als opslagmaterialen en zorgen ervoor dat microbiële overleving onder stressomstandigheden mogelijk is. Het aantal en de grootte van de korrels, de monomeersamenstelling, macromoleculaire structuur en fysisch-chemische eigenschappen variëren sterk, afhankelijk van het producerende organisme. Zoals weergegeven in figuur 8, kunnen ze intracellulair worden waargenomen als lichtbrekende korrels of als elektronendoorlatende lichamen, die bij het overproduceren van mutanten een opvallende verandering van de bacterievorm veroorzaken [42].

3.6. Biologische afbraak van polyhydroxyalkanoaten (PHB & PHBV):

Micro-organismen gebruiken poly(3-hydroxybutyraat) (PHB) en poly(3-hydroxybutyraat-co-valeraat) (PHBV) als energiebronnen, waardoor deze polymeren biologisch kunnen worden afgebroken in microbieel actieve omgevingen. Microben koloniseren het polymeeroppervlak en scheiden enzymen uit die PHB afbreken in HB (hydroxybutyraat) en PHBV in HB- en HV (hydroxyvaleraat) segmenten. Deze fragmenten worden door de cellen als koolstofbron gebruikt voor groei.

De snelheid van biologische afbraak van polymeren hangt af van een aantal factoren, waaronder oppervlakte, microbiële activiteit van de verwijderingsomgeving, pH, temperatuur, vochtigheid en de aanwezigheid van andere nutriënten. Aerobe en anaërobe micro-organismen die PHA afbreken, met name bacteriën en schimmels, zijn geïsoleerd uit verschillende omgevingen [43].

Luzier (1992) isoleerde verschillende stammen van bodembacteriën en schimmels, zoals Acidovorax facilis, Aspergillus fumigatus, Comamonas spp., Pseudomonas lemoignei en Variovorax paradoxus [44]. Bovendien zijn Alcaligenes faecalis en Pseudomonas geïsoleerd uit actief slib, is Comamonas testostroni gevonden in zeewater en is Llyobacter delafieldii aanwezig in het anaërobe slib. PHA-afbraak door Pseudomonas stutzeri is ook waargenomen in meerwater. Omdat voor afbraak een microbiële omgeving nodig is, wordt PHA niet alleen door vocht aangetast en is het voor onbepaalde tijd stabiel in de lucht.

Lee et al. (2005) onderzochten de afbraak van PHB door schimmelmonsters verzameld uit verschillende omgevingen. PHB-depolymerisatie werd getest in flesjes gevuld met een PHB-bevattend medium, die werden ingeënt met isolaten van de monsters. De afbraakactiviteit werd gedetecteerd door de vorming van een heldere zone onder en rond de schimmelkolonie. In totaal werden 105 schimmels geïsoleerd uit 15 natuurlijke habitats en 8 korstmossen, waaronder 41 stammen die PHB-degradatie vertoonden [17].

De meeste hiervan waren deuteromyceten (onvolmaakte schimmels) die lijken op soorten van Penicillium en Aspergillus, en werden meestal geïsoleerd uit bodems, compost, hooi en korstmossen. Bodembevattende omgevingen waren de habitats van waaruit de grootste aantallen PHB-afbrekers door schimmels werden gevonden, maar er werden ook andere organismen waargenomen die betrokken waren bij de afbraak van PHB. Een totaal aantal van 31 bacteriestammen van 67 isolaten vertoonden duidelijke zones op het testmedium. Protozoa, mogelijke PHB-afbrekers, werden ook gevonden in verschillende monsters van vijvers, grond, hooi, paardenmest en korstmos. Korstmos, een symbiose van schimmels en algen, was een onverwacht monster waaruit schimmel- en bacteriële PHB-afbrekers werden geïsoleerd [17].

Tokiwa en Jarerat (2003) onderzochten de distributie en fylogenetische verwantschap van polymeerafbrekers onder actinomyceten verkregen uit kweekcollecties. PHB-afbrekers werden wijd verspreid onder de families van Pseudonocardiaceae en de verwante geslachten micromonosporaceae, Thermonosporaceae, Streptosporangiaceae en Streptomycetaceae [45]. Ten slotte hebben Tansengco en Tokiwa (1998) de biologische afbreekbaarheid van Bacil spp. TT96, Thermotolerant Aspergillus ST-01 en Strptomyces stam MG respectievelijk tegen de PHAS [46] .

3.7. Enzymatische afbraak van bioplastics

Micro-organismen die PHA produceren en opslaan onder omstandigheden met beperkte voedingsstoffen, kunnen het afbreken en metaboliseren wanneer de beperking wordt opgeheven [47]. Het vermogen om PHA op te slaan, garandeert echter niet noodzakelijk het vermogen om het in het milieu af te breken [48]. Individuele polymeren zijn te groot om direct door de bacteriële celwand te worden getransporteerd, daarom moeten bacteriën extracellulaire hydrolasen afscheiden die de polymeren kunnen omzetten in overeenkomstige hydroxylzuurmonomeren [47, 48].

Het product van PHB-hydrolyse is R-3-hydroxyboterzuur (49), terwijl de extracellulaire afbraak van PHBV zowel 3-hydroxybutyraat als 3-hydroxyvaleraat oplevert [44]. De monomeren zijn oplosbaar in water, maar klein genoeg om passief door de celwand te diffunderen, waar ze worden gemetaboliseerd door β-oxidatie en tricarbonzuurcyclus (TCA), om onder aerobe omstandigheden koolstofdioxide en water te produceren [50]. Onder anaërobe omstandigheden wordt ook methaan geproduceerd [44]. Over het algemeen worden er geen schadelijke tussen- of bijproducten gegenereerd tijdens PHA-afbraak [43] , zoals weergegeven in figuur 9.

De enzymatische afbraak van polymeren door hydrolyse is een proces in twee stappen, waarbij het enzym zich bindt aan het polymeersubstraat en vervolgens intracellulaire en extracellulaire depolymerasen katalyseert in PHB/PHBV-afbrekende bacteriën en schimmels. Intracellulaire afbraak is de hydrolyse van een endogeen koolstofreservoir door de accumulerende bacteriën zelf, terwijl extracellulaire afbraak verwijst naar het gebruik van een exogene koolstofbron, maar niet noodzakelijk door de accumulerende micro-organismen [51].

Polyhydroxyalkanoaat-afbrekende PHA-micro-organismen scheiden PHA-depolymerasen af, die het polymeer extracellulair hydrolyseren tot in water oplosbare producten en de hydrolyseproducten gebruiken als koolstof- en energiebronnen voor groei [52, 53].

3.8. Biologische afbreekbaarheidstesten

De analytische instrumenten die worden gebruikt om het biologische afbraakproces te volgen, zijn onder meer:

1. Visuele waarnemingen: De evaluatie van zichtbare veranderingen in kunststoffen kan in bijna alle tests worden uitgevoerd. Effecten die worden gebruikt om degradatie te beschrijven, zijn onder meer het opruwen van het oppervlak, de vorming van gaten of scheuren, defragmentatie en veranderingen in kleur of vorming van biofilms op het oppervlak. Deze veranderingen bewijzen niet de aanwezigheid van een biologisch afbraakproces in termen van metabolisme, maar de parameter van visuele veranderingen kan worden gebruikt als een eerste indicatie van een microbiële aanval. Om informatie over het degradatiemechanisme te verkrijgen, kunnen meer geavanceerde waarnemingen worden gedaan met behulp van ofwel scanning met behulp van SEM, optische transmissiemicroscopie of atoomkrachtmicroscopie AFM [55].

2. Verandering in de fysische eigenschappen van een polymeer zoals dichtheid, contacthoek, viscositeit, molecuulgewichtsverdeling (met behulp van GPC), smelttemperatuur (Tm), glasovergangstemperatuur (Tg) met TGA en DSC en veranderingen in de kristallijne en amorfe regio's met behulp van röntgendiffractie, SAXS en WAXS [56] . Biologische afbreekbaarheid wordt ook beoordeeld aan de hand van gewichtsverlies, verlies van treksterkte, veranderingen in de huidige rek en verandering van de molecuulmassa van het polymeer [57, 58].

3. Veranderingen in de chemische eigenschappen van het polymeer in synthetische media, inclusief de vorming of verdwijning van functionele groepen zoals bepaald door FTIR, kunnen worden gemeten. Het molecuulgewicht en de molecuulgewichtsverdeling van de afgebroken producten of tussenproducten worden waargenomen door technieken zoals TLC, GCMS en NMR [34].

4. CO 2 -evolutie / O 2 -consumptie: Onder aerobe omstandigheden gebruiken microben zuurstof om koolstof te oxideren en koolstofdioxide te vormen als een belangrijk metabolisch eindproduct. Bijgevolg is het verbruik van zuurstof (respirometrietest) of de vorming van kooldioxide (strumtest) de meest gebruikte methode om de biologische afbraak in laboratoriumtests te meten, omdat het directe informatie geeft over de bioconversie van de koolstofruggengraat van het polymeer tot metabool eindproduct [59] .

5. Anaërobe micro-organismen produceren voornamelijk een mengsel van CO₂ en methaan, biogas genaamd, als een extracellulair product van hun metabolische reacties. Dit kan worden getest met behulp van gaschromatografie, of handmatig door te titreren met bariumhydroxide [60, 61].

6. Radiolabeling wordt met name gebruikt voor het onderzoeken van langzaam afbreekbare materialen in een matrix die andere koolstofbronnen dan de kunststoffen bevat [62].

7. Biologische tests: Een zeer eenvoudige semi-kwantitatieve methode is de 'clear-zone'-test. Dit is een agarplaattest waarbij het polymeer als zeer fijne deeltjes in het synthetische medium agar wordt gedispergeerd, waardoor de agar een ondoorzichtig uiterlijk krijgt. Na inoculatie met micro-organismen geeft de vorming van een heldere halo rond de kolonie aan dat de organismen op zijn minst in staat zijn om het polymeer te depolymeriseren, wat de eerste stap van biologische afbraak is. Deze methode wordt meestal toegepast om organismen te screenen die een bepaald polymeer kunnen afbreken [63, 64]. Metingen van de vorming van heldere zones in agarplaten en de metabole activiteit van de cellen in de kweek en in de biofilm kunnen worden gedaan door ATP-assays, eiwitanalyse en FAD-analyse [34].


Biosynthese van nanodeeltjes door micro-organismen en hun toepassingen

De ontwikkeling van milieuvriendelijke technologieën in materiaalsynthese is van groot belang om hun biologische toepassingen uit te breiden. Tegenwoordig is een verscheidenheid aan anorganische nanodeeltjes met goed gedefinieerde chemische samenstelling, grootte en morfologie gesynthetiseerd door verschillende micro-organismen te gebruiken, en hun toepassingen in veel geavanceerde technologische gebieden zijn onderzocht. Dit artikel belicht de recente ontwikkelingen van de biosynthese van anorganische nanodeeltjes, waaronder metalen nanodeeltjes, oxide-nanodeeltjes, sulfide-nanodeeltjes en andere typische nanodeeltjes. Ook zullen verschillende vormingsmechanismen van deze nanodeeltjes worden besproken. De omstandigheden om de grootte/vorm en stabiliteit van deeltjes te regelen zijn samengevat.De toepassingen van deze gebiosynthetiseerde nanodeeltjes in een breed spectrum van potentiële gebieden worden gepresenteerd, waaronder gerichte medicijnafgifte, kankerbehandeling, gentherapie en DNA-analyse, antibacteriële middelen, biosensoren, verbetering van reactiesnelheden, scheidingswetenschap en magnetische resonantiebeeldvorming (MRI). De huidige beperkingen en toekomstperspectieven voor de synthese van anorganische nanodeeltjes door micro-organismen worden besproken.

1. Inleiding

Nanodeeltjes - deeltjes met een of meer afmetingen in de orde van 100 nm of minder - hebben veel aandacht getrokken vanwege hun ongebruikelijke en fascinerende eigenschappen en toepassingen die voordeliger zijn dan hun bulktegenhangers [1, 2]. Er is een groot aantal fysische, chemische, biologische en hybride methoden beschikbaar om verschillende soorten nanodeeltjes te synthetiseren [3-6]. Hoewel fysische en chemische methoden populairder zijn bij de synthese van nanodeeltjes, beperkt het gebruik van giftige chemicaliën hun biomedische toepassingen enorm, met name op klinische gebieden. Daarom is de ontwikkeling van betrouwbare, niet-toxische en milieuvriendelijke methoden voor de synthese van nanodeeltjes van het grootste belang om hun biomedische toepassingen uit te breiden. Een van de mogelijkheden om dit doel te bereiken is het gebruik van micro-organismen om nanodeeltjes te synthetiseren.

Nanodeeltjes geproduceerd door een biogeen enzymatisch proces zijn in verschillende opzichten veel beter dan die deeltjes die met chemische methoden zijn geproduceerd. Ondanks dat deze laatste methoden in staat zijn om in relatief korte tijd grote hoeveelheden nanodeeltjes met een bepaalde grootte en vorm te produceren, zijn ze gecompliceerd, verouderd, duur en inefficiënt en produceren ze gevaarlijk giftig afval dat schadelijk is, niet alleen voor het milieu, maar ook voor ook voor de gezondheid van de mens. Met een enzymatisch proces wordt het gebruik van dure chemicaliën geëlimineerd, en de meer acceptabele "groene" route is niet zo energie-intensief als de chemische methode en is ook milieuvriendelijk. De "biogene" benadering wordt verder ondersteund door het feit dat de meerderheid van de bacteriën in omgevingscondities leven met variërende temperatuur, pH en druk. De deeltjes die door deze processen worden gegenereerd, hebben een hogere katalytische reactiviteit, een groter specifiek oppervlak en een verbeterd contact tussen het enzym en het metaalzout in kwestie vanwege de bacteriële dragermatrix [7, 8].

Nanodeeltjes worden gebiosynthetiseerd wanneer de micro-organismen doelionen uit hun omgeving grijpen en de metaalionen vervolgens omzetten in het element metaal door middel van enzymen die door de celactiviteiten worden gegenereerd. Het kan worden ingedeeld in intracellulaire en extracellulaire synthese op basis van de locatie waar nanodeeltjes worden gevormd [8, 9]. De intracellulaire methode bestaat uit het transporteren van ionen in de microbiële cel om nanodeeltjes te vormen in aanwezigheid van enzymen. De extracellulaire synthese van nanodeeltjes omvat het opsluiten van de metaalionen op het oppervlak van de cellen en het verminderen van ionen in aanwezigheid van enzymen [10]. De gebiosynthetiseerde nanodeeltjes zijn gebruikt in een verscheidenheid aan toepassingen, waaronder medicijndragers voor gerichte afgifte, kankerbehandeling, gentherapie en DNA-analyse, antibacteriële middelen, biosensoren, verbetering van reactiesnelheden, scheidingswetenschap en magnetische resonantiebeeldvorming (MRI).

Dit artikel geeft een kort overzicht van de huidige onderzoeksactiviteiten die zich richten op de biologische synthese van metallische nanodeeltjes, oxide-nanodeeltjes, sulfide-nanodeeltjes en andere soorten nanodeeltjes. Dit wordt gevolgd door discussies over de biosynthesemechanismen van deeltjes en de voorwaarden om de grootte/vorm en monodispersiteit van deeltjes te regelen. Vervolgens worden de huidige toepassingen van gebiosynthetiseerde nanodeeltjes in de nanogeneeskunde en biologische velden gepresenteerd. Het artikel wordt afgesloten met discussies over de huidige beperkingen en vooruitzichten van de synthese van nanodeeltjes door micro-organismen.

2. Biologische synthese van nanodeeltjes door micro-organismen

Biologische entiteiten en anorganische materialen staan ​​sinds het begin van het leven op aarde voortdurend met elkaar in contact. Door deze regelmatige interactie zou het leven op deze planeet in stand kunnen worden gehouden met een goed georganiseerde afzetting van mineralen. De laatste tijd raken wetenschappers meer en meer geïnteresseerd in de interactie tussen anorganische moleculen en biologische soorten. Studies hebben aangetoond dat veel micro-organismen anorganische nanodeeltjes kunnen produceren via intracellulaire of extracellulaire routes. Deze sectie beschrijft de productie van verschillende nanodeeltjes via biologische methoden volgens de categorieën van metalen nanodeeltjes, waaronder goud, zilver, legeringen en andere metalen nanodeeltjes, oxide nanodeeltjes bestaande uit magnetische en niet-magnetische oxide nanodeeltjes, sulfide nanodeeltjes en andere diverse nanodeeltjes.

2.1. Metalen nanodeeltjes

Enkele typische metalen nanodeeltjes geproduceerd door micro-organismen zijn samengevat in tabel 1.

2.1.1. Gouden nanodeeltjes

Gouden nanodeeltjes (AuNP's) hebben een rijke geschiedenis in de chemie, die teruggaat tot de oude Romeinse tijd, waar ze werden gebruikt om glazen te bevlekken voor decoratieve doeleinden. AuNP's werden eeuwen geleden al gebruikt voor het genezen van verschillende ziekten. Het moderne tijdperk van de synthese van AuNP's begon meer dan 150 jaar geleden met het werk van Michael Faraday, die mogelijk de eerste was die opmerkte dat colloïdale goudoplossingen eigenschappen hebben die verschillen van bulkgoud [11]. Biosynthese van nanodeeltjes als een opkomende bionanotechnologie (de kruising van nanotechnologie en biotechnologie) heeft veel aandacht gekregen vanwege een groeiende behoefte om milieuvriendelijke technologieën te ontwikkelen in materiaalsynthese. Sastry en collega's hebben de extracellulaire synthese van gouden nanodeeltjes door schimmel gerapporteerd Fusarium oxysporum en actinomyceet Thermomonospora sp., respectievelijk [12, 13]. Ze rapporteerden de intracellulaire synthese van gouden nanodeeltjes door schimmels Verticillium sp. ook [14]. Southam en Beveridge hebben aangetoond dat gouddeeltjes van nanoschaaldimensies gemakkelijk kunnen worden geprecipiteerd in bacteriële cellen door incubatie van de cellen met Au 3+-ionen [15]. Monodisperse gouden nanodeeltjes zijn gesynthetiseerd met behulp van alkalotolerant Rhodococcus sp. onder extreme biologische omstandigheden zoals alkalische en licht verhoogde temperatuur [16]. Lenke et al. claimde de synthese van gouden nanostructuren in verschillende vormen (sferisch, kubisch en octaëdrisch) door filamenteuze cyanobacteriën van Au(I)-thiosulfaat- en Au(III)-chloridecomplexen en analyseerde hun vormingsmechanismen [17, 18]. Nair en Pradeep rapporteerden de groei van nanokristallen en nanolegeringen met behulp van Lactobacillus [19]. Enkele andere typische gouden nanodeeltjes geproduceerd door micro-organismen zijn samengevat in Tabel 1 [20-27].

2.1.2. Zilveren nanodeeltjes

Zilvernanodeeltjes vertonen, net als hun bulktegenhanger, effectieve antimicrobiële activiteit tegen Gram-positieve en Gram-negatieve bacteriën, waaronder zeer multiresistente stammen zoals methicilline-resistente Staphylococcus aureus [28]. De geheimen die in de natuur zijn ontdekt, hebben geleid tot de ontwikkeling van biomimetische benaderingen voor de groei van geavanceerde nanomaterialen. Onlangs hebben wetenschappers inspanningen geleverd om micro-organismen te gebruiken als mogelijke milieuvriendelijke nanofabrieken voor de synthese van zilveren nanodeeltjes. Van verschillende microben is bekend dat ze de Ag+-ionen reduceren tot zilvernanodeeltjes, waarvan de meeste bolvormige deeltjes blijken te zijn [29-31]. Klaus en collega's hebben aangetoond dat de bacterie Pseudomonas stutzeri AG259, geïsoleerd uit een zilvermijn, speelde, wanneer het in een geconcentreerde waterige oplossing van zilvernitraat werd geplaatst, een belangrijke rol bij de reductie van de Ag + -ionen en de vorming van zilvernanodeeltjes (AgNP's) van goed gedefinieerde grootte en duidelijke topografie binnen de periplasmatische ruimte van de bacteriën [32]. AgNP's werden gesynthetiseerd in de vorm van een film of geproduceerd in oplossing of geaccumuleerd op het oppervlak van de cel wanneer schimmels, Verticillium, Fusarium oxysporum, of Aspergillus flavus, waren in dienst [33–36]. Enkele andere zilveren nanodeeltjes geproduceerd door micro-organismen staan ​​vermeld in Tabel 1 [37–45].

2.1.3. Legering nanodeeltjes

Gelegeerde nanodeeltjes zijn van groot belang vanwege hun toepassingen in katalyse, elektronica, als optische materialen en coatings [46, 47]. Senapati et al. rapporteerde de synthese van bimetaal Au-Ag-legering door F. oxysporum en voerde aan dat de uitgescheiden cofactor NADH een belangrijke rol speelt bij het bepalen van de samenstelling van nanodeeltjes van Au-Ag-legeringen [46]. Zheng et al. bestudeerde Au-Ag-legering nanodeeltjes gebiosynthetiseerd door gistcellen [47]. Fluorescentiemicroscopische en transmissie-elektronenmicroscopische karakteriseringen gaven aan dat de nanodeeltjes van de Au-Ag-legering voornamelijk werden gesynthetiseerd via een extracellulaire benadering en over het algemeen bestonden in de vorm van onregelmatige veelhoekige nanodeeltjes. Elektrochemisch onderzoek onthulde dat de vanillinesensor op basis van Au-Ag-legering nanodeeltjes gemodificeerde glasachtige koolstofelektrode in staat was om de elektrochemische respons van vanilline minstens vijf keer te verbeteren. Sawle et al. demonstreerde de synthese van kern-shell Au-Ag-legering nanodeeltjes van schimmelstammen Fusarium semitectum en toonden aan dat de suspensies van nanodeeltjes gedurende vele weken vrij stabiel zijn [48].

2.1.4. Andere metalen nanodeeltjes

Van zware metalen is bekend dat ze giftig zijn voor het leven van micro-organismen. In de natuur is microbiële resistentie tegen de meeste giftige zware metalen het gevolg van hun chemische ontgifting en ook van de energieafhankelijke ionenefflux uit de cel door membraaneiwitten die ofwel als ATPase of als chemiosmotische kationen of proton-antitransporters functioneren. Verandering in oplosbaarheid speelt ook een rol bij microbiële resistentie [3]. Konishi en collega's meldden dat platina-nanodeeltjes werden bereikt met behulp van de metaalion-reducerende bacterie Shewanella-algen [49]. rustende cellen van S. algen waren in staat om waterige Pt . te verminderen

ionen in elementair platina bij kamertemperatuur en neutrale pH binnen 60 minuten wanneer lactaat werd geleverd als de elektronendonor. In het periplasma bevonden zich platina nanodeeltjes van ongeveer 5 nm. Sinha en Khare hebben aangetoond dat kwik nanodeeltjes kunnen worden gesynthetiseerd door Enterobacter sp. cellen [50]. De kweekomstandigheden (pH 8,0 en lagere kwikconcentratie) bevorderen de synthese van uniforme 2-5 nm, bolvormige en monodisperse intracellulaire kwik-nanodeeltjes. Pyrobaculum islandicum, een anaëroob hyperthermofiel micro-organisme, zou veel zware metalen verminderen, waaronder U(VI), Tc(VII), Cr(VI), Co(III) en Mn(IV) met waterstof als elektronendonor [51]. De palladium-nanodeeltjes kunnen worden gesynthetiseerd door de sulfaatreducerende bacterie, Desulfovibrio desulfuricans, en metaalion-reducerende bacterie, S. oneidensis [52-54]. Enkele andere nanodeeltjes geproduceerd door micro-organismen staan ​​ook vermeld in Tabel 1 [55, 56].

2.2. Oxide nanodeeltjes

Oxide nanodeeltje is een belangrijk type samengestelde nanodeeltje gesynthetiseerd door microben. In deze sectie hebben we de gebiosynthetiseerde oxide-nanodeeltjes beoordeeld vanuit de twee aspecten: magnetische oxide-nanodeeltjes en niet-magnetische oxide-nanodeeltjes. De meeste voorbeelden van de magnetotactische bacteriën die worden gebruikt voor de productie van magnetische oxide-nanodeeltjes en biologische systemen voor de vorming van niet-magnetische oxide-nanodeeltjes zijn samengevat in tabel 2.

2.2.1. Magnetische nanodeeltjes

Magnetische nanodeeltjes zijn recentelijk ontwikkelde nieuwe materialen, vanwege hun unieke microconfiguratie en eigenschappen zoals superparamagnetische en hoge coërcitiekracht, en hun vooruitzicht op brede toepassingen op het gebied van biologische scheiding en biomedische geneeskunde. Magnetische nanodeeltjes zoals Fe3O4 (magnetiet) en Fe2O3 (maghemiet) staan ​​bekend als biocompatibel. Ze zijn actief onderzocht voor gerichte kankerbehandeling (magnetische hyperthermie), stamcelsortering en -manipulatie, geleide medicijnafgifte, gentherapie, DNA-analyse en magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) [57].

Magnetotactische bacteriën synthetiseren intracellulaire magnetische deeltjes die ijzeroxide, ijzersulfiden of beide omvatten [58, 59]. Om deze deeltjes te onderscheiden van kunstmatig gesynthetiseerde magnetische deeltjes (AMP's), worden ze aangeduid als bacteriële magnetische deeltjes (BacMP's) [60]. Er wordt aangenomen dat BacMP's, die in ketens in de bacterie zijn uitgelijnd, functioneren als biologische kompasnaalden die de bacterie in staat stellen te migreren langs zuurstofgradiënten in aquatische omgevingen, onder invloed van het aardmagnetische veld [61]. BacMP's kunnen gemakkelijk dispergeren in waterige oplossingen omdat ze worden omhuld door organische membranen die voornamelijk uit fosfolipiden en eiwitten bestaan. Bovendien bevat een individuele BacMP een enkel magnetisch domein of magnetiet dat superieure magnetische eigenschappen oplevert [62].

Sinds het eerste rapport van magnetotactische bacteriën in 1975 [61], zijn verschillende morfologische typen, waaronder cocci, spirilla, vibrios, eivormige bacteriën, staafvormige bacteriën en meercellige bacteriën met unieke kenmerken geïdentificeerd en waargenomen in verschillende aquatische milieus [62, 63]. Magnetotactische kokken hebben bijvoorbeeld een hoge diversiteit en verspreiding laten zien en zijn vaak geïdentificeerd aan het oppervlak van watersedimenten. De ontdekking van dit bacterietype, inclusief de enige gekweekte magnetotactische coccus-stam MC-1, suggereerde dat ze micro-aërofiel zijn. In het geval van de vibrio-bacterie zijn drie facultatief anaërobe mariene vibrio's - stammen MV-1, MV-2 en MV-4 - geïsoleerd uit estuariene kwelders. Deze bacteriën zijn geclassificeerd als leden van α-Proteobacteriën, mogelijk behorend tot de Rhodospirillaceae-familie, en waargenomen dat ze BacMP's synthetiseren met een afgeknotte hexa-octaëdervorm en zowel chemoorganoheterotroof als chemolithoautotroof groeien. De leden van de familie Magnetospirillaceae daarentegen zijn te vinden in zoetwatersedimenten. Met het gebruik van kweekmedium en magnetische isolatietechnieken, is gevonden dat een aanzienlijk aantal van de tot nu toe geïsoleerde magnetotactische bacteriën leden van deze familie zijn. De Magnetospirillum magnetotacticum stam MS-1 was het eerste lid van de familie dat werd geïsoleerd [63], terwijl de Magnetospirillum gryphiswaldense stam MSR-1 is ook goed bestudeerd met betrekking tot zowel zijn fysiologische als genetische kenmerken. Magnetospirillum magneticum AMB-1 geïsoleerd door Arakaki et al. was facultatief anaërobe magnetotactische spirilla [60].

Sinds 2000 zijn er een aantal nieuwe magnetotactische bacteriën gevonden in verschillende aquatische milieus. Enkele van de nieuw geïdentificeerde magnetotactische bacteriën zijn samengevat in Tabel 2. Niet-gecultiveerde magnetotactische bacteriën zijn waargenomen in tal van habitats [78]. De meeste bekende gekweekte magnetotactische bacteriën zijn mesofiel en groeien meestal niet veel boven 30°C. Niet-gecultiveerde magnetotactische bacteriën waren meestal bij 30°C en lager. Er zijn slechts enkele rapporten die thermofiele magnetotactische bacteriën beschrijven. Lefèvre et al. rapporteerde dat een van de magnetotactische bacteriën genaamd HSMV-1 werd gevonden in monsters van bronnen waarvan de temperaturen varieerden van 32 tot 63 ° C [71]. TEM-beelden van ongekleurde cel van HSMV-1 toonden een enkel polair flagellum en een enkele keten van kogelvormige magnetosomen. Het gemiddelde aantal magnetosoomkristallen per cel is 12 ± 6 met een gemiddelde grootte van 113 ± 34 nm bij 40 ± 5 nm. De resultaten van het artikel toonden duidelijk aan dat sommige magnetotactische bacteriën als op zijn minst matig thermofiel kunnen worden beschouwd. Ze verlengden de bovenste temperatuurlimiet voor omgevingen waar magnetotactische bacteriën bestaan ​​en waarschijnlijk groeien (

63°C) en waar magnetosoommagnetiet wordt afgezet [71]. Zhou et al. meldde dat magnetische Fe3O4 materialen met mesoporeuze structuur werden gesynthetiseerd door middel van een coprecipitatiemethode met behulp van gistcellen als sjabloon [67, 68]. Enkele andere magnetische oxide-nanodeeltjes staan ​​vermeld in tabel 2 [64-66, 69, 70].

2.2.2. Niet-magnetische oxide nanodeeltjes

Naast magnetische oxide-nanodeeltjes zijn ook andere oxide-nanodeeltjes bestudeerd, waaronder TiO2, sb2O3, SiO2, BaTiO3, en ZrO2 nanodeeltjes [72-77, 96]. Jha en collega's vonden een groene goedkope en reproduceerbare Saccharomyces cerevisiae gemedieerde biosynthese van Sb2O3 nanodeeltjes [72]. De synthese werd uitgevoerd vergelijkbaar met kamertemperatuur. Analyse gaf aan dat Sb2O3 nanodeeltjeseenheid was een bolvormig aggregaat met een grootte van 2-10 nm [72]. Bansal et al. gebruikt F. oxysporum (schimmel) om SiO . te produceren2 en TiO2 nanodeeltjes van waterige anionische complexen Si

en Ti, respectievelijk [75]. Ze bereidden ook tetragonale BaTiO3 en quasi-sferische ZrO2 nanodeeltjes van F. oxysporum met een groottebereik van respectievelijk 4-5 nm en 3-11 nm [76, 77].

2.3. Sulfide nanodeeltjes

Naast oxide-nanodeeltjes hebben sulfide-nanodeeltjes ook veel aandacht getrokken in zowel fundamenteel onderzoek als technische toepassingen als quantum-dot fluorescente biomarkers en cellabelingsmiddelen vanwege hun interessante en nieuwe elektronische en optische eigenschappen [97]. CdS-nanokristal is een typisch type sulfide-nanodeeltje en is gesynthetiseerd door micro-organismen. Cunningham en Lundie vonden dat Clostridium thermoaceticum kan CdS zowel op het celoppervlak als in het medium van CdCl . neerslaan2 in aanwezigheid van cysteïnehydrochloride in het groeimedium waar cysteïne hoogstwaarschijnlijk als de bron van sulfide fungeert [98]. Klebsiella pneumoniae blootgesteld aan Cd2+-ionen in het groeimedium bleek 20-200 nm CdS te vormen op het celoppervlak [99]. Intracellulaire CdS-nanokristallen, samengesteld uit een wurtzietkristalfase, worden gevormd wanneer Escherichia coli wordt geïncubeerd met CdCl2 en Na2DUS4 [83]. De vorming van nanokristallen varieert sterk, afhankelijk van de groeifase van de cellen en neemt ongeveer 20-voudig toe E. coli in de stationaire fase gegroeid in vergelijking met die in de late logaritmische fase. Dameron et al. hebben gebruikt S. pombé en C. glabrata (gisten) om intracellulaire CdS-nanodeeltjes te produceren met cadmiumzoutoplossing [85]. ZnS- en PbS-nanodeeltjes werden met succes gesynthetiseerd door biologische systemen. Rhodobacter sphaeroides en Desulfobacteraceae zijn gebruikt om intracellulair ZnS-nanodeeltjes te verkrijgen met een gemiddelde diameter van respectievelijk 8 nm en 2-5 nm [86, 87]. PbS-nanodeeltjes werden ook gesynthetiseerd met behulp van Rhodobacter sphaeroides, waarvan de diameters werden gecontroleerd door de kweektijd [88]. Ahmad et al. hebben gevonden dat eukaryote organismen zoals schimmels een goede kandidaat zijn voor de extracellulaire synthese van metaalsulfide-nanodeeltjes [89]. Sommige stabiele metaalsulfide-nanodeeltjes, zoals CdS, ZnS, PbS en MoS2, kan extracellulair worden geproduceerd door de schimmel F. oxysporum bij blootstelling aan een waterige oplossing van metaalsulfaat. De quantum dots werden gevormd door de reactie van Cd2+-ionen met sulfide-ionen die werden geproduceerd door de enzymatische reductie van sulfaationen tot sulfide-ionen.

Een ander soort sulfide-nanodeeltje was magnetische Fe3S4 of FeS-nanodeeltje. Bazylinski et al. meldde de vorming van Fe3S4 door niet-gecultiveerde magnetotactische bacteriën [59]. Ze onderzochten een sedimentmonster dat ongeveer

magnetotactische bacteriën per cm3 en ongeveer 105 cellen werden verkregen na zuivering met de racetrack-methode. Magnetosomen in de niet-gecultiveerde cellen vertoonden een langwerpige rechthoekige vorm. Het gemiddelde aantal magnetosoom per cel was ongeveer 40, en ze bevonden zich voornamelijk als een grote cluster in de cel.Naast het grote cluster werden ook uitgelijnde magnetosomen waargenomen die een kettingachtige structuur vormden. Sulfaatreducerende bacteriën waren in staat magnetische FeS-nanodeeltjes te produceren [90]. Enkele andere sulfide-nanodeeltjes geproduceerd door micro-organismen zijn samengevat in Tabel 3 [79-84].

2.4. Andere nanodeeltjes

In biologische systemen vormt een grote verscheidenheid aan organismen organische/anorganische composieten met geordende structuren door het gebruik van biopolymeren zoals eiwit- en microbecellen. Naast bovengenoemde nanodeeltjes, PbCO3, CdCO3, SrCO3, PHB, Zn3(PO4)2, en naar verluidt werden CdSe-nanodeeltjes gesynthetiseerd door microben (Tabel 4) [91–95]. SrCO3 kristallen werden verkregen toen uitdagende schimmels werden geïncubeerd met waterige Sr2+-ionen [92]. De auteurs geloofden dat de secretie van eiwitten tijdens de groei van de schimmel Fusarium oxysporum is verantwoordelijk voor het moduleren van de morfologie van strontianietkristallen en het leiden van hun hiërarchische assemblage in bovenstructuren van hogere orde. Zinkfosfaat nanopoeders werden gesynthetiseerd met gisten als biotemplates [93]. Yan et al. demonstreerde de synthese van Zn3(PO4)2 poeders met vlinderachtige microstructuur met een groottebereik van 10-80 nm breed en 80-200 nm lang [94]. Kumar et al. toonde aan dat zeer lichtgevende CdSe-kwantumdots kunnen worden gesynthetiseerd door: F. oxysporum bij kamertemperatuur [95].

2.5. Mechanismen van vorming van nanodeeltjes door micro-organismen

Verschillende micro-organismen hebben verschillende mechanismen om nanodeeltjes te vormen. Nanodeeltjes worden echter meestal op deze manier gevormd: metaalionen worden eerst op het oppervlak of in de microbiële cellen gevangen. De gevangen metaalionen worden vervolgens gereduceerd tot nanodeeltjes in aanwezigheid van enzymen. Over het algemeen beïnvloeden micro-organismen de mineraalvorming op twee verschillende manieren. Ze kunnen de samenstelling van de oplossing wijzigen zodat deze oververzadigd of meer oververzadigd wordt dan voorheen met betrekking tot een specifieke fase. Een tweede manier waarop micro-organismen de vorming van mineralen kunnen beïnvloeden, is door de productie van organische polymeren, die de kiemvorming kunnen beïnvloeden door de stabilisatie van de allereerste minerale zaden te bevorderen (of te remmen). In deze sectie werden de mogelijke vormingsmechanismen besproken voor enkele typische nanodeeltjes: gouden en zilveren nanodeeltjes, zware metalen nanodeeltjes, magnetische nanodeeltjes en sulfide-nanodeeltjes.

Het exacte mechanisme voor de intracellulaire vorming van gouden en zilveren nanodeeltjes door Verticillium sp. of algenbiomassa werd niet volledig begrepen. Maar het feit dat nanodeeltjes op het oppervlak van de mycelia werden gevormd en niet in de oplossing ondersteunt de volgende hypothese: de goud- of zilverionen werden eerst op het oppervlak van de schimmelcellen gevangen via elektrostatische interactie tussen de ionen en de negatief geladen celwand van de carboxylaatgroepen in de enzymen. Vervolgens reduceerden de enzymen de metaalionen om goud- of zilverkernen te vormen, die vervolgens groeien door verdere reductie en accumulatie [42]. Kalishwaralal en collega's speculeerden dat het nitraatreductase-enzym betrokken is bij de synthese van zilveren nanodeeltjes in B. licheniformis [101]. Dit enzym wordt geïnduceerd door nitraationen en reduceert zilverionen tot metallisch zilver. Het mogelijke mechanisme dat de reductie van zilverionen kan omvatten, is het enzymatische metaalreductieproces van de elektronenshuttle. NADH en NADH-afhankelijke nitraatreductase-enzymen zijn belangrijke factoren in de biosynthese van metalen nanodeeltjes. B. licheniformis het is bekend dat het de cofactor NADH en NADH-afhankelijke enzymen afscheidt, met name nitraatreductase, die verantwoordelijk zou kunnen zijn voor de bioreductie van Ag + tot Ag 0 en de daaropvolgende vorming van zilveren nanodeeltjes [25].

De vorming van zware metalen nanodeeltjes kan worden toegeschreven aan de ontwikkelde genetische en proteomische reacties van het metallofiele micro-organisme op giftige omgevingen [102]. Zware metaalionen, bijvoorbeeld Hg 2+ , Cd 2+ , Ag + , Co 2+ ,

, Cu 2+ , Ni 2+ , Pb 2+ en Zn 2+ , veroorzaken toxische effecten op de overleving van micro-organismen. Om deze effecten tegen te gaan, hebben micro-organismen genetische en proteomische reacties ontwikkeld om de metaalhomeostase strikt te reguleren [103]. Micro-organismen herbergen talrijke clusters van metaalresistentiegenen die celontgifting mogelijk maken via een aantal mechanismen zoals complexatie, efflux of reductieve precipitatie. Vandaar dat metallofiele bacteriën gedijen in omgevingen met hoge concentraties mobiele zware metaalionen, zoals mijnafvalgesteenten, uitstroomstromen van metaalverwerkingsfabrieken en natuurlijk gemineraliseerde zones [104].

Het moleculaire mechanisme van BacMP-biomineralisatie wordt verondersteld een meerstapsproces te zijn [60]. De eerste stap omvat de invaginatie van het cytoplasmatische membraan en het gevormde blaasje dient als de voorloper van het BacMP-membraan. Het mechanisme van envelopvorming is echter nog steeds onduidelijk. Het is zeer waarschijnlijk dat de mechanismen van blaasjesvorming voor magnetotactische bacteriën vergelijkbaar zijn met die van de meeste eukaryoten en dat een specifieke GTPase de priming van de invaginatie medieert. De gevormde blaasjes werden vervolgens samengevoegd tot een lineaire keten samen met cytoskeletfilamenten. De tweede stap van BacMP-biomineralisatie omvat de accumulatie van ijzerionen in de blaasjes door de transmembraan-ijzertransporters. Uitwendig ijzer wordt geïnternaliseerd door transporteiwitten en sideroforen. Het interne ijzer wordt strikt gecontroleerd door een oxidatiereductiesysteem. In de laatste stap triggeren strak gebonden BacMP-eiwitten magnetietkristalkiemvorming en/of reguleren ze de morfologie. Verschillende eiwitten geassocieerd met het BacMP-membraan zouden functionele rollen kunnen spelen die betrokken zijn bij het genereren van magnetiet. Deze omvatten de accumulatie van oververzadigde ijzerconcentraties, het handhaven van reductieve omstandigheden en de oxidatie van ijzer om mineralisatie te induceren, of de gedeeltelijke reductie en uitdroging van ferrihydriet tot magnetiet [60].

Een ander mogelijk mechanisme voor de synthese van magnetieten met behulp van Shewanella oneidensis, die uit zowel passieve als actieve mechanismen bestaat, werd onlangs gesuggereerd door Perez-Gonzalez en collega's [64]. Ten eerste vindt actieve productie van Fe 2+ plaats wanneer bacteriën ferrihydriet gebruiken als een terminale elektronenacceptor, en de pH-waarde rond de cellen stijgt, waarschijnlijk als gevolg van het bacteriële metabolisme van aminozuren. Vervolgens induceert de gelokaliseerde concentratie van Fe 2+ en Fe 3+ aan de netto negatief geladen celwand, celstructuren en/of celresten, via een passief mechanisme, een lokale toename van oververzadiging van het systeem met betrekking tot magnetiet, waardoor de magnetietfase neerslaan.

Sanghi en Verma stelden voor dat de vorming van CdS NP's plaatsvindt via disulfide (cystine) bruggen en kan worden toegeschreven aan splitsing van de S–H-binding en vorming van een nieuwe binding, dat wil zeggen, –S–Cd-binding van Cd-thiolaat (Cd– S–CH2COOH) -complex op het oppervlak van nanodeeltjes [81]. De –COOH-groepen uit de cadmium-thiolaatcomplexen reageren niet met de –NH2 eiwitgroepen maar interageren met waterstofbruggen. Daarom zijn de afgedekte CdS-nanodeeltjes gebonden aan -NH2 groepen door waterstofbinding [105]. Een van de zuurstofatomen van de carboxylgroep (–COOH) vormde de coördinaatbinding tussen het zuurstofatoom en Cd2+-ionen [106], en concurreerde zo met de thiolgroep om zich op de oppervlakken van de CdS-nanodeeltjes te assembleren.

2.6. Controle van grootte en morfologie van nanodeeltjes

Het is algemeen bekend dat de elektronische en optische eigenschappen van nanodeeltjes sterk afhankelijk zijn van hun grootte en vorm. Er is dus een enorme interesse geweest in het beheersen van de grootte, vorm en omringende media van nanodeeltjes. Bijzondere nadruk is onlangs gelegd op de controle van de vorm, omdat het in veel gevallen het mogelijk maakt om eigenschappen te verfijnen met een grote veelzijdigheid die de deeltjes een uniek karakter geeft. Ondanks dat de fysische en chemische methoden in staat zijn om in relatief korte tijd grote hoeveelheden nanodeeltjes met een gedefinieerde grootte en vorm te produceren, zijn deze methoden gecompliceerd en hebben ze bepaalde nadelen, zoals het produceren van gevaarlijk giftig afval dat schadelijk is, niet alleen voor het milieu maar ook voor de menselijke gezondheid. Microben, die worden beschouwd als krachtige milieuvriendelijke groene nanofabrieken, hebben het potentieel om de grootte en vorm van biologische nanodeeltjes te beheersen.

Gericke en Pinches ontdekten dat de intracellulaire synthese van gouden nanodeeltjes van verschillende morfologieën en groottes kon worden verkregen in twee schimmelculturen [22], V. luteoalbum en een andere genaamd Isolaat 6-3. De snelheid van deeltjesvorming en de deeltjesgrootte kunnen tot op zekere hoogte worden gemanipuleerd door parameters zoals pH, temperatuur, goudconcentratie en blootstellingstijd aan AuC te regelen. Verschillende deeltjesmorfologieën, waaronder bolvormige, driehoekige, hexagonale en andere vormen, waren aanwezig, zoals onthuld door scanning-elektronenmicroscopie. Er werden grote variaties in deeltjesgrootte waargenomen en de deeltjesgrootte varieerde van enkele nanometers tot ongeveer 100 nm in diameter. Hun resultaten suggereerden ook dat de bolvormige deeltjes de neiging hadden kleiner te zijn dan de zeshoekige en driehoekige deeltjes. De bacterieculturen die tijdens het onderzoek werden gescreend, hadden de neiging om intracellulair kleine gouden nanodeeltjes van relatief uniforme grootte te synthetiseren. De deeltjes werden voornamelijk waargenomen in het cytoplasma van de cellen en de meeste deeltjes waren bolvormig.

Gurunathan et al. bestudeerde optimale reactieomstandigheden voor maximale synthese van AgNP's en vermindering van deeltjesgrootte [41]. Om de optimale omstandigheden te vinden, verschillende medium en medium met verschillende concentraties AgNO3, reactietemperaturen en pH-waarden werden gebruikt bij de synthese van AgNP's. Het medium dat bijdraagt ​​aan de maximale synthese bleek een nitraatmedium te zijn met een concentratie van 5 mM AgNO3, een reactietemperatuur van 60°C en een pH-waarde van 10,0. Onder deze optimale omstandigheden was slechts 30 minuten nodig om een ​​conversie van meer dan 95% te verkrijgen met behulp van het kweeksupernatant van E coli. Dit is vergelijkbaar met of sneller dan de synthesesnelheid van vergelijkbare deeltjes verkregen met behulp van chemische methoden. De gemiddelde deeltjesgrootte kon worden afgestemd van 10-90 nm door de AgNO . te variëren3 concentratie, reactietemperatuur en pH.

Over de synthese van Pt-nanodeeltjes ontdekten Riddin en collega's dat in afwezigheid van de ruimtelijke beperkingen van de celwand, het celoplosbare extract (CSE) in staat was Pt(IV) te reduceren tot nanodeeltjes, die gestabiliseerd zijn in oplossing door gebonden eiwitten en vertonen zowel geometrische als onregelmatige morfologieën [107]. Het bleek dat hoge initiële Pt(IV)-concentraties resulteerden in deeltjes die meer regelmatig en geometrisch van aard waren. Bij hoge initiële Pt(IV)-concentraties werd meer hydrochloride gegenereerd (pH ≤ 4) in het systeem, wat resulteerde in de precipitatie van de bioconjugaten van nanodeeltjes en eiwitten en de daaropvolgende afname van het aantal oplosbare deeltjes in het colloïde. Verder toonden ze aan dat eiwit-gestabiliseerde biogene Pt(0)-nanodeeltjes met een grote variatie in grootte en vorm kunnen worden gesynthetiseerd in afwezigheid van de cellulaire beperkingen.

Magnetotactische bacteriën produceren magnetische ijzeroxidedeeltjes met uniforme afmetingen en morfologieën. Magnetieten gevormd door magnetotactische bacteriën nemen verschillende vormen aan, zoals kubusvormig, kogelvormig, ruitvormig en rechthoekig. Er zijn verschillende kristalmorfologieën en samenstellingen waargenomen die afhankelijk zijn van soort of stam, wat wijst op de aanwezigheid van een hoge mate van biologische bestrijding [66].

Arakaki et al. ontdekte dat Mms6 een dominant eiwit is dat nauw associeert met het oppervlak van bacteriële magnetieten in Magnetospirillum magneticum AMB-1 [108]. Het eiwit bleek de vorming van uniforme magnetietkristallen met cubo-octaëdrische morfologie te mediëren. Magnetietvorming werd onderzocht met behulp van synthetische peptiden die het Mms6-eiwit nabootsten. Deeltjes gesynthetiseerd in de aanwezigheid van korte peptiden die het C-terminale zure gebied van Mms6 herbergen, vertoonden een bolvormige morfologie met circulariteiten van 0,70-0,90, vergelijkbaar met die van bacteriële magnetieten en deeltjes gevormd in de aanwezigheid van het Mms6-eiwit. Daarentegen werd een rechthoekige morfologie met circulariteiten van 0,60-0,85 verkregen wanneer andere peptiden bij de synthese werden gebruikt [108].

Dezelfde groep introduceerde een andere methode voor de sterk gereguleerde synthese van magnetietkristallen bij verlaagde temperaturen in waterige oplossing met behulp van recombinant magnetotactisch bacterieel eiwit Mms6. Kristallografische analyse van de magnetietkristallen geeft aan dat Mms6 de vorming van magnetietdeeltjes bemiddelt met een specifieke kristalvorm en smalle grootteverdeling vergelijkbaar met die waargenomen in magnetische bacteriën. Mms6 aggregeert in waterige oplossing, heeft een sterke affiniteit voor ijzerionen en bevat een sequentiemotief dat lijkt op verschillende biomineralisatie-steigereiwitten in andere organismen. De kristallen vertonen vergelijkbare afmetingen (20 nm) en morfologieën (kubisch-octahedraal), in tegenstelling tot kristallen gevormd in afwezigheid van Mms6. Dit suggereert dat Mms6 een sterk effect heeft bij het reguleren van de grootte en vorm van nanodeeltjes tijdens het syntheseproces [66].

De controle van de deeltjesgrootte is ook aangetoond voor andere nanodeeltjes. Bijvoorbeeld Yan et al. vond dat het induceren van gisten een effectieve manier is om zinkfosfaatpoeders te verkrijgen met een smalle grootteverdeling in diameter [94]. Hun methode maakte gebruik van de functie van de gisten in het reactiesysteem om de overmatige agglomeratie van Zn . te remmen3(PO4)2 kristallen om de deeltjesgrootte en grootteverdeling effectief te regelen.

3. Toepassingen van nanodeeltjes

Nanogeneeskunde is een snelgroeiend onderzoeksgebied met geweldige vooruitzichten voor de verbetering van de diagnose en behandeling van ziekten bij de mens [109]. Gedispergeerde nanodeeltjes worden meestal gebruikt in nanobiomedicine als fluorescerende biologische labels [110, 111], middelen voor het afleveren van geneesmiddelen en genen [112, 113], en in toepassingen zoals biologische detectie van pathogenen [114], weefselmanipulatie [115, 116], tumorvernietiging via verwarming (hyperthermie) [117], MRI-contrastversterking [118] en fagokinetische studies [119].

Er is een overvloed aan recensies en onderzoekspapers gepubliceerd die de toepassingen van nanodeeltjes in de biogeneeskunde bestuderen [120-129]. Hoewel het gebied van gebiosynthetiseerde nanodeeltjes relatief nieuw is, zijn onderzoekers al begonnen met het verkennen van hun gebruik in toepassingen zoals gerichte medicijnafgifte, kankerbehandeling, gentherapie en DNA-analyse, antibacteriële middelen, biosensoren, verbetering van reactiesnelheden, scheidingswetenschap en MRI. Hier geven we enkele voorbeelden om deze toepassingen te illustreren.

3.1. Medicijnafgifte

Het nauwkeurig en veilig afleveren van de medicijnen op hun doellocaties op het juiste moment om een ​​gecontroleerde afgifte te hebben en het maximale therapeutische effect te bereiken, is een belangrijk punt bij het ontwerp en de ontwikkeling van nieuwe medicijnafgiftesystemen. Gerichte nanodragers moeten door bloed-weefselbarrières navigeren om doelcellen te bereiken. Ze moeten doelcellen binnendringen om contact te maken met cytoplasmatische doelen via specifieke endocytotische en transcytotische transportmechanismen over cellulaire barrières [109].

Vanwege hun kleine formaat kunnen medicijndragers van nanodeeltjes de bloed-hersenbarrière en de nauwe epitheliale verbindingen van de huid omzeilen die normaal de afgifte van medicijnen op de gewenste doellocatie belemmeren. Ten tweede vertonen nanodragers, als gevolg van hun hoge oppervlakte-tot-volumeverhouding, verbeterde farmacokinetiek en biodistributie van therapeutische middelen en minimaliseren zo de toxiciteit door hun preferentiële accumulatie op de doellocatie [123]. Ze verbeteren de oplosbaarheid van hydrofobe verbindingen en maken ze geschikt voor parenterale toediening. Bovendien verhogen ze de stabiliteit van een verscheidenheid aan therapeutische middelen zoals peptiden en oligonucleotiden [120].

Magnetische nanodeeltjes zoals Fe3O4 (magnetiet) en Fe2O3 (maghemiet) staan ​​bekend als biocompatibel. Ze zijn actief onderzocht voor gerichte kankerbehandeling (magnetische hyperthermie), stamcelsortering en -manipulatie, geleide medicijnafgifte, gentherapie en DNA-analyse en MRI [57]. Xiang L. et al. evalueerde de toxiciteit van magnetosomen uit Magnetospirillum gryphiswaldense aan muisfibroblasten in vitro en ontdekte dat de gezuiverde en gesteriliseerde magnetosomen niet toxisch waren voor muizenfibroblasten in vitro [129]. Meng et al. heeft onlangs de invloed van inheemse bacteriële magnetische deeltjes op de immuunrespons van muizen bestudeerd [130]. In hun experiment werd ovalbumine gebruikt als een antigeen, gemengd met compleet Freund's adjuvans, BacMps en fosfaatbufferoplossing, om BALB/C-muis te immuniseren. Na 14 dagen werden de titers van het antiovalbumine (IgG) en subtype (IgG1, IgG2), het proliferatievermogen van T-lymfocyten en de expressie van IL-2, IL4, IL-10 en IFN-gamma gedetecteerd. De resultaten toonden aan dat natieve BMP's geen significante invloed hebben op de immuunrespons van muizen en dat magnetosomen het potentieel hebben om te worden gebruikt als nieuwe geneesmiddelen of gendragers voor tumortherapie. In een andere studie, Sun et al. laadde doxorubicine (DOX) op bacteriële magnetosomen (BM's) door covalente hechting en evalueerde het vermogen van deze deeltjes om tumorgroei te remmen [131]. In deze studie uitgevoerd op H22-tumordragende muizen, vertoonden deze met DOX beladen BM's een vergelijkbare tumorsuppressie als DOX alleen (86,8% versus 78,6%), maar met veel lagere cardiale toxiciteit. Hoewel in deze voorlopige studie de deeltjes subcutaan in de solide tumor werden toegediend, bestaat het potentieel om deze met medicijnen beladen BM's magnetisch te manipuleren, waardoor ze zich ophopen en alleen therapeutische effecten uitoefenen op de ziekteplaatsen.

Met betrekking tot de biocompatibiliteit en farmacokinetiek van BM's, Sun et al. bestudeerde de verdeling van BM's in neerslachtigheid, urine, serum en hoofdorganen wanneer BM's werden geïnjecteerd in de sublinguale vena van Sprague-Dawley (SD) ratten [132]. Ze verkregen BM's van hoge zuiverheid en smalle grootteverdeling met behulp van een effectieve methode voor zuivering en sterilisatie van BM's. Hun resultaten toonden aan dat BM's alleen in levers werden gevonden en dat er geen duidelijk bewijs was om het bestaan ​​van BM's in de dejecta en urine aan te geven binnen 72 uur na de intraveneuze toediening [132].

Magnetotactische bacteriën (MTB) MC-1 met magnetosomen werd ook gebruikt als medicijnafgiftemiddel. Felfoul et al. toegepaste magnetotaxis om de richting van elke MTB te veranderen die is ingebed met een combinatie van nanodeeltjes magnetiet en de flagella om in bloedvaten met een kleine diameter te sturen [133]. Om deze MTB's naar een doelwit te leiden, is het echter essentieel om deze levende bacteriën in beeld te kunnen brengen in vivo met behulp van een bestaande medische beeldvormingsmodaliteit. Er werd aangetoond dat de magnetosomen die in elke MTB zijn ingebed, kunnen worden gebruikt om de verplaatsing van deze bacteriën te volgen met behulp van een MRI-systeem, aangezien deze magnetosomen het lokale magnetische veld verstoren

en ontspanningstijden tijdens MRI. Magnetische resonantie, -gewogen en -gewogen beelden, evenals relaxiviteit van MTB worden bestudeerd om de mogelijkheid te valideren om de toediening van MTB-medicatie te monitoren met behulp van een klinische MR-scanner. Er werd gevonden dat MTB de relaxatiesnelheid veel meer beïnvloedt dan de relaxatiesnelheid en het kan worden beschouwd als een negatief contrastmiddel.Omdat het signaalverval in de -gewogen beelden evenredig bleek te veranderen met de bacteriële concentratie, werd een detectielimiet van

cellen / ml voor bacteriële concentratie werd bereikt met behulp van een gewogen afbeelding.

Xie et al. rapporteerden hun inspanningen om MTB-NP's te gebruiken voor genafgifte, waarbij ze erin slaagden PEI-geassocieerde MTB-NP's te gebruiken om β-galactosidase-plasmiden, aan beide in vitro en in vivo niveaus [134]. Ze concludeerden in hun werk dat dergelijke MTB-PEI-NP-systemen efficiënter en minder toxisch zijn in vergelijking met PEI alleen.

Goud en zijn verbindingen worden al lang gebruikt als medicinale middelen in de geschiedenis van de beschaving, met de vroegste vermelding die teruggaat tot 5000 jaar geleden in Egypte [135-139]. Naast een hoge oppervlakte-tot-volumeverhouding hebben AuNP's unieke grootte- en vormafhankelijke optische en elektronische eigenschappen. De oppervlakken van AuNP's kunnen ook gemakkelijk worden gemodificeerd met liganden die functionele groepen bevatten zoals thiolen, fosfines en aminen, die affiniteit vertonen voor gouden oppervlakken [139]. Gouden nanodeeltjes zijn naar voren gekomen als een veelbelovende steiger voor de levering van geneesmiddelen en genen die een nuttige aanvulling vormen op meer traditionele leveringsvoertuigen. De combinatie van een lage inherente toxiciteit, een groot oppervlak, stabiliteit en afstembaarheid van functies biedt hen unieke eigenschappen die nieuwe leveringsstrategieën mogelijk moeten maken. Biomedische toepassingen van chemisch gesynthetiseerde AuNP's werden eerder bestudeerd [138, 139], maar voor zover wij weten zijn er geen rapporten over het gebruik van biogesynthetiseerde AuNP's voor medicijnafgifte.

Zilvernanodeeltjes zijn op grote schaal gebruikt als een nieuw therapeutisch middel, waardoor het gebruik ervan als antibacterieel, antischimmel-, antiviraal en ontstekingsremmend middel wordt uitgebreid. Kalishwaralal et al. vond zilveren nanodeeltjes, geproduceerd door Bacillus licheniformis, hebben het potentieel van anti-angiogene [140]. Boviene retinale endotheelcellen (BREC's) werden gedurende 24 uur behandeld met verschillende concentraties zilveren nanodeeltjes in aanwezigheid en afwezigheid van vasculaire endotheliale groeifactor (VEGF), waarbij 500 nM (IC50) oplossing van zilveren nanodeeltjes was in staat om de proliferatie en migratie van BREC's te blokkeren. De cellen vertoonden een duidelijke verbetering in caspase-3-activiteit en vorming van DNA-ladders, bewijs van inductie van apoptose. De resultaten toonden aan dat zilveren nanodeeltjes de celoverleving remmen via de PI3K/Akt-afhankelijke route in BREC's [140].

Verwacht wordt dat door nanodeeltjes gemedieerde gerichte afgifte van geneesmiddelen de dosering van geneesmiddelen tegen kanker aanzienlijk kan verminderen met een betere specificiteit, verbeterde werkzaamheid en lage toxiciteiten. We zijn van mening dat we de komende jaren een groeiend aantal toepassingen van op nanotechnologie gebaseerde therapieën en diagnostiek in klinieken zullen zien. Daarnaast is geïndividualiseerde geneeskunde een ander belangrijk gebied waar nanotechnologie een centrale rol kan spelen. Vanwege de heterogeniteit van kanker en de ontwikkeling van resistentie tegen geneesmiddelen, is het mogelijk dat een bepaalde gerichte therapie niet voor elke populatie patiënten effectief is. Bovendien kunnen magnetische nanodeeltjes worden gebruikt voor de behandeling van hyperthermiekanker. De behandeling van hyperthermie van kanker omvat het toedienen van magnetische nanodeeltjes in het lichaam, met name op plaatsen van kankerweefsel. Lokale verwarming op specifieke locaties wordt mogelijk gemaakt door middel van een extern magnetisch veld [141].

3.2. Antibacterieel middel

Met de prevalentie en toename van micro-organismen die resistent zijn tegen meerdere antibiotica, zijn de afgelopen jaren op zilver gebaseerde antiseptica benadrukt. Zilveren nanodeeltjes werden gebiosynthetiseerd met behulp van schimmel Trichoderma viride [31]. Er werd waargenomen dat de waterige zilver (Ag + ) ionen, bij blootstelling aan een filtraat van T. viride, werden in oplossing gereduceerd, wat leidde tot de vorming van extreem stabiele AgNP's met een grootte van 5-40 nm. De nanodeeltjes werden ook beoordeeld op hun verhoogde antimicrobiële activiteiten met verschillende antibiotica tegen Gram-positieve en Gram-negatieve bacteriën. De antibacteriële activiteiten van ampicilline, kanamycine, erytromycine en chlooramfenicol waren verhoogd in aanwezigheid van AgNP's tegen teststammen. Het hoogste versterkende effect werd waargenomen voor ampicilline tegen teststammen. Het resultaat toonde aan dat de combinatie van antibiotica met AgNP's betere antimicrobiële effecten heeft en gaf nuttig inzicht in de ontwikkeling van nieuwe antimicrobiële middelen. Durán en collega's toonden aan dat extracellulair geproduceerde zilveren nanodeeltjes met behulp van Fusarium oxysporum kan worden verwerkt in textielstoffen om infectie met pathogene bacteriën te voorkomen of te minimaliseren, zoals: Staphylococcus aureus [142].

3.3. Biosensor

Nanodeeltjes hebben interessante elektronische en optische eigenschappen en kunnen worden gebruikt in biosensortoepassingen. Sferische selenium nanodeeltjes gevormd door de Bacillus subtilis met diameters variërend van 50 tot 400 nm werden gerapporteerd [143]. Deze sferische monokliene Se-nanodeeltjes kunnen na één dag bij kamertemperatuur sinds hun synthese worden omgezet in een zeer anisotrope, eendimensionale (1D) trigonale structuur. Verder werden Se nanomateriaalkristallen met een hoge oppervlakte-tot-volumeverhouding, goed hechtend vermogen en biocompatibiliteit gebruikt als versterkende en bezonken materialen voor het bouwen van HRP (mierikswortelperoxidase) biosensor. Deze sensoren vertoonden een goede elektrokatalytische activiteit voor de reductie van H2O2 vanwege het goede hechtingsvermogen en de biocompatibiliteit van Se-nanomaterialen. deze H2O2 biosensoren hadden een hoge gevoeligheid en affiniteit voor H2O2 met een detectielimiet van

M. Hun resultaten toonden ook aan dat verschillende kristallen van Se-nanomaterialen geen significant verschil hadden in elektrochemische toepassing. De met Se nanomaterialen gemodificeerde elektrode zal dus waarschijnlijk veelbelovend zijn voor een breed scala aan toepassingen met betrekking tot de detectie van H2O2 in voedings-, farmaceutische, klinische, industriële en milieuanalyses. Zheng et al. rapporteerde dat nanodeeltjes van Au-Ag-legeringen, gebiosynthetiseerd door gistcellen, werden toegepast om een ​​gevoelige elektrochemische vanillinesensor te fabriceren [47]. Elektrochemisch onderzoek onthulde dat de vanillinesensor op basis van met Au-Ag-legering nanodeeltjes gemodificeerde glasachtige koolstofelektrode in staat was om de elektrochemische respons van vanilline minstens vijf keer te verbeteren. Onder optimale werkomstandigheden nam de oxidatiepiekstroom van vanilline bij de sensor lineair toe met zijn concentratie in het bereik van 0,2-50 μM met een lage detectielimiet van 40 nM. Deze vanillinesensor werd met succes toegepast voor de bepaling van vanilline uit vanilleboon- en vanilletheemonsters, wat suggereert dat het praktische toepassingen kan hebben in vanillinebewakingssystemen. In een ander onderzoek werd op AuNP gebaseerde glucoseoxidase (GOx) biosensoren werden ontwikkeld op basis van waarnemingen dat AuNP's de enzymactiviteit van GO . kunnen verhogenx [144]. Het lineaire responsbereik van de glucosebiosensor is 20 μM tot 0,80 mM glucose met een detectielimiet van 17 μM (S/N = 3). Dit type biosensor werd met succes toegepast om het glucosegehalte in commerciële glucose-injecties te bepalen.

3.4. Agent voor het verbeteren van de reactiesnelheid

Nanodeeltjes zijn op grote schaal gebruikt om verschillende reacties te verbeteren als reductiemiddelen en/of katalysatoren vanwege hun grote oppervlakten en specifieke kenmerken [145]. Magnetische nanodeeltjes zijn gebruikt om de microbiologische reactiesnelheden te verbeteren. In feite werden magnetische nanodeeltjes niet alleen gebruikt vanwege hun katalytische functie, maar ook vanwege hun goede vermogen om te dispergeren. Shan et al. maakte gebruik van de gecoate microbiële cellen van Pseudomonas delafieldii met magnetische Fe3O4 nanodeeltjes om ontzwaveling van dibenzothiofeen te vervullen [146]. De hoge oppervlakte-energieën van nanodeeltjes resulteerden in hun sterke adsorptie op de cellen. De toepassing van een extern magnetisch veld zorgde ervoor dat de cellen goed diffuus in de oplossing waren, zelfs zonder te mengen, en verbeterde de mogelijkheid om cellen te verzamelen voor hergebruik. De resultaten toonden aan dat de ontzwavelingsefficiëntie van P. delafieldii werden niet verminderd en de cellen konden meerdere keren worden hergebruikt.

3.5. Magnetische scheiding en detectie

Magnetische deeltjes geconjugeerd met biologische moleculen, die aantrekkelijke materialen zijn voor het bouwen van testsystemen, zijn voorgesteld voor gebruik als een biologisch label. Competitieve chemiluminescentie-enzymimmunoassays met behulp van antilichamen die op BacMP's zijn geïmmobiliseerd, werden ontwikkeld voor de snelle en gevoelige detectie van kleine moleculen, zoals milieuverontreinigende stoffen, hormonen en giftige detergentia [147, 148]. Xeno-oestrogenen, zoals alkylfenolethoxylaten, bisfenol A (BPA) en lineaire alkylbenzeensulonaten (LAS), waren detecteerbaar met behulp van monoklonale antilichamen geïmmobiliseerd op BacMP's, gebaseerd op de competitieve reactie van xeno-oestrogenen. De hele procedure was in 15 minuten voltooid, terwijl typische plaatmethoden meer dan 2,5 uur konden duren. Deze methode zorgde voor een groter detectiebereik en een lagere detectielimiet dan ELISA, waarbij dezelfde antilichamen werden gebruikt ter vergelijking.

Oppervlaktemodificatie van magnetische nanodeeltjes is een spannend onderzoeksgebied met verschillende mogelijke toepassingen. Het BacMP-oppervlak kan worden gemodificeerd met aminosilaanverbindingen om magnetische nanodeeltjessystemen voor DNA-extractie te ontwikkelen. Het gebruik van magnetische deeltjes als adsorbens in de vaste fase is zeer geschikt voor DNA-extractietechnieken omdat ze gemakkelijk kunnen worden gemanipuleerd door een eenvoudige toepassing van een magneet.

4. Toekomstperspectieven

Er zijn de afgelopen tien jaar enorme ontwikkelingen geweest op het gebied van door micro-organismen geproduceerde nanodeeltjes en hun toepassingen. Er is echter veel werk nodig om de synthese-efficiëntie en de controle van de deeltjesgrootte en morfologie te verbeteren. Het is bekend dat de synthese van nanodeeltjes met behulp van micro-organismen een vrij langzaam proces is (enkele uren en zelfs enkele dagen) vergeleken met fysische en chemische benaderingen. Vermindering van de synthesetijd zal deze biosyntheseroute veel aantrekkelijker maken. Deeltjesgrootte en monodispersiteit zijn twee belangrijke kwesties bij de evaluatie van de synthese van nanodeeltjes. Daarom moet een effectieve controle van de deeltjesgrootte en monodispersiteit uitgebreid worden onderzocht. Verschillende onderzoeken hebben aangetoond dat de nanodeeltjes die door micro-organismen worden gevormd na een bepaalde tijd kunnen worden afgebroken. De stabiliteit van nanodeeltjes geproduceerd door biologische methoden verdient dus verder onderzoek en moet worden verbeterd [149-151]. Aangezien de controle van de deeltjesvorm bij de chemische en fysische synthese van nanodeeltjes nog steeds een onderzoeksgebied is, zouden biologische processen met het vermogen om de deeltjesmorfologie strikt te controleren daarom aanzienlijke voordelen bieden. Door parameters zoals type micro-organisme, groeistadium (fase) van microbiële cellen, groeimedium, syntheseomstandigheden, pH, substraatconcentraties, bronverbinding van doelnanodeeltje, temperatuur, reactietijd en toevoeging van niet-doelionen te variëren, zou het mogelijk kunnen zijn om voldoende controle van deeltjesgrootte en monodispersiteit. Biosynthesemethoden zijn ook voordelig omdat nanodeeltjes soms zijn gecoat met een lipidelaag die fysiologische oplosbaarheid en stabiliteit verleent, wat essentieel is voor biomedische toepassingen en het knelpunt is van andere synthetische methoden. Er wordt momenteel onderzoek gedaan naar het manipuleren van cellen op genomisch en proteomisch niveau. Met een beter begrip van het synthesemechanisme op cellulair en moleculair niveau, inclusief isolatie en identificatie van de verbindingen die verantwoordelijk zijn voor de reductie van nanodeeltjes, wordt verwacht dat een korte reactietijd en een hoge synthese-efficiëntie kunnen worden verkregen.

5. Samenvatting

Nanogeneeskunde is een snelgroeiend onderzoeksgebied met geweldige vooruitzichten voor de verbetering van de diagnose en behandeling van ziekten bij de mens. De biosynthese van nanodeeltjes door microben wordt beschouwd als schone, niet-toxische en milieuvriendelijke '' groene chemie '' procedures. Het gebruik van micro-organismen, waaronder bacteriën, gisten, schimmels en actinomyceten, kan worden ingedeeld in intracellulaire en extracellulaire synthese op basis van de locatie waar nanodeeltjes worden gevormd. De snelheid van intracellulaire deeltjesvorming en dus de grootte van de nanodeeltjes zou tot op zekere hoogte kunnen worden gemanipuleerd door parameters zoals pH, temperatuur, substraatconcentratie en blootstellingstijd aan substraat te regelen. Er wordt momenteel onderzoek gedaan naar het manipuleren van micro-organismen op genomisch en proteomisch niveau. Met de recente vooruitgang en de voortdurende inspanningen om de efficiëntie van de deeltjessynthese te verbeteren en hun biomedische toepassingen te verkennen, is het hoopvol dat de implementatie van deze benaderingen op grote schaal en hun commerciële toepassingen in de geneeskunde en de gezondheidszorg de komende jaren zal plaatsvinden.

Afkortingen

TEM:Transmissie elektronenmicroscoop
BacMP's:Bacteriële magnetische deeltjes
AgNP's:Zilveren nanodeeltjes
AuNP's:Gouden nanodeeltjes
CSE:In cellen oplosbaar extract
GTPase:Guanosine trifosfatase
CdS NP's:CdS-nanodeeltjes
mAb's:Antilichamen
MRI:Magnetische resonantie beeldvorming
PHB:Polyhydroxybutyraat
BREC's:Retinale endotheelcellen van runderen
HRP:Mierikswortelperoxide
Mevrouw:Bateriële magnetosomen
TB:Magnetotactische bacteriën.

Dankbetuigingen

Dit werk werd gedeeltelijk ondersteund door de Chinese National Science Foundation (Grant no. 20971050) en Jiangsu Province Oversea Scholarship.

Referenties

  1. MC Daniel en D. Astruc, "Gouden nanodeeltjes: assemblage, supramoleculaire chemie, kwantumgerelateerde eigenschappen en toepassingen in de richting van biologie, katalyse en nanotechnologie," Chemische beoordelingen, vol. 104, nee. 1, pp. 293-346, 2004. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  2. H. Kato, "In vitro-assays: nanodeeltjes in cellen volgen", Natuur Nanotechnologie, vol. 6, nee. 3, pp. 139-140, 2011. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  3. J. Liu, S. Z. Qiao, Q. H. Hu en G. Q. Lu, "Magnetische nanocomposieten met mesoporeuze structuren: synthese en toepassingen," Klein, vol. 7, nee. 4, pp. 425–443, 2011. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  4. N.A. Luechinger, R.N. Grass, E.K. Athanassiou en W.J. Stark, "Bottom-up fabricage van metaal/metaal nanocomposieten uit nanodeeltjes van niet-mengbare metalen," Chemie van materialen, vol. 22, nee. 1, pp. 155-160, 2010. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  5. D.K. Tiwari, J. Behari en P. Sen, "Tijd- en dosisafhankelijk antimicrobieel potentieel van Ag-nanodeeltjes gesynthetiseerd door top-downbenadering," Huidige wetenschap, vol. 95, nee. 5, blz. 647-655, 2008. Bekijk op: Google Scholar
  6. P. Mohanpuria, N.K. Rana en S.K. Yadav, "Biosynthese van nanodeeltjes: technologische concepten en toekomstige toepassingen," Tijdschrift voor onderzoek naar nanodeeltjes, vol. 10, nee. 3, pp. 507-517, 2008. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  7. R. Bhattacharya en P. Mukherjee, "Biologische eigenschappen van "naakte" metalen nanodeeltjes," Geavanceerde beoordelingen van medicijnafgifte, vol. 60, nee. 11, pp. 1289-1306, 2008. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  8. K. Simkiss en K.M. Wilbur, Biomineralisatie, Academisch, New York, NY, VS, 1989.
  9. S. Mann, Biomineralisatie: principes en concepten in bio-anorganische materiaalchemie, Oxford University Press, Oxford, VK, 2001.
  10. X. Zhang, S. Yan, R. D. Tyagi en R. Y. Surampalli, "Synthese van nanodeeltjes door micro-organismen en hun toepassing bij het verbeteren van microbiologische reactiesnelheden", Chemosfeer, vol. 82, nee. 4, pp. 489–494, 2011. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  11. MA Hayat, Colloïdaal goud: principes, methoden en toepassingen, Academic Press, San Diego, Californië, VS, 1989.
  12. P. Mukherjee, S. Senapati, D. Mandal et al., "Extracellulaire synthese van gouden nanodeeltjes door de schimmel Fusarium oxysporum,” ChemBioChem, vol. 3, nee. 5, pp. 461-463, 2002. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  13. A. Ahmad, S. Senapati, M.I. Khan, R. Kumar en M. Sastry, "Extracellulaire biosynthese van monodisperse gouden nanodeeltjes door een nieuwe extremofiele actinomyceet, thermomonospora sp," Langmuir, vol. 19, nee. 8, pp. 3550-3553, 2003. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  14. P. Mukherjee, A. Ahmad, D. Mandal et al., "Bioreductie van AuCl4-ionen door de schimmel, Verticillium sp. en oppervlakte-opsluiting van de gevormde gouden nanodeeltjes,” Angewandte Chemie—Internationale editie, vol. 40, nee. 19, blz. 3585-3588, 2001. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  15. G. Southam en T.J. Beveridge, "Het voorkomen van zwavel en fosfor in bacterieel afgeleid kristallijn en pseudokristallijn octaëdrisch goud gevormd in vitro,” Geochimica en Cosmochimica Acta, vol. 60, nee. 22, blz. 4369-4376, 1996. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  16. A. Ahmad, S. Senapati, M.I. Khan et al., "Intracellulaire synthese van gouden nanodeeltjes door een nieuwe alkalotolerante actinomyceet, Rhodococcus-soort," Nanotechnologie, vol. 14, nee. 7, pp. 824–828, 2003. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  17. M. F. Lengke, M. E. Fleet en G. Southam, "Morfologie van gouden nanodeeltjes gesynthetiseerd door filamenteuze cyanobacteriën van goud(I)-thiosulfaat- en goud(III)-chloridecomplexen,” Langmuir, vol. 22, nee. 6, pp. 2780-2787, 2006. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  18. M. F. Lengke, B. Ravel, M. E. Fleet, G. Wanger, R. A. Gordon en G. Southam, "Mechanismen van bioaccumulatie van goud door filamenteuze cyanobacteriën van goud(III)-chloridecomplex,” Milieuwetenschap en technologie, vol. 40, nee. 20, pp. 6304-6309, 2006. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  19. B. Nair en T. Pradeep, "Coalescentie van nanoclusters en vorming van submicronkristallieten bijgestaan ​​door lactobacillus-stammen,” Kristalgroei en ontwerp, vol. 2, nee. 4, pp. 293-298, 2002. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  20. G. Singaravelu, J.S. Arockiamary, V.G. Kumar en K. Govindaraju, "Een nieuwe extracellulaire synthese van monodisperse gouden nanodeeltjes met behulp van mariene algen, Sargassum wightii Gréville,” Colloïden en oppervlakken B, vol. 57, nee. 1, blz. 97-101, 2007. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  21. A.K. Suresh, D.A. Pelletier, W. Wang et al., "Biofabricage van discrete bolvormige gouden nanodeeltjes met behulp van de metaalreducerende bacterie Shewanella oneidensis,” Acta Biomaterialia, vol. 7, nee. 5, pp. 2148-2152, 2011. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  22. M. Gericke en A. Pinches, "Biologische synthese van metalen nanodeeltjes," Hydrometallurgie, vol. 83, nee. 1-4, pp. 132-140, 2006. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  23. L. Du, H. Jiang, X. Liu en E. Wang, "Biosynthese van gouden nanodeeltjes bijgestaan ​​door Escherichia coli DH5α en de toepassing ervan op directe elektrochemie van hemoglobine,” Elektrochemische communicatie, vol. 9, nee. 5, pp. 1165-1170, 2007. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  24. M. Agnihotri, S. Joshi, A.R. Kumar, S. Zinjarde en S. Kulkarni, "Biosynthese van gouden nanodeeltjes door de tropische zeegist Yarrowia lipolytica NCIM 3589,” Materialen Brieven, vol. 63, nee. 15, pp. 1231–1234, 2009. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  25. M.I. Husseiny, M.A. El-Aziz, Y. Badr en M.A.Mahmoud, "Biosynthese van gouden nanodeeltjes met behulp van Pseudomonas aeruginosa,” Spectrochimica Acta Deel A, vol. 67, nee. 3-4, pp. 1003-1006, 2007. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  26. S. He, Z. Guo, Y. Zhang, S. Zhang, J. Wang en N. Gu, "Biosynthese van gouden nanodeeltjes met behulp van de bacteriën Rhodopseudomonas capsulata,” Materialen Brieven, vol. 61, nee. 18, pp. 3984-3987, 2007. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  27. Y. Konishi, T. Tsukiyama, T. Tachimi, N. Saitoh, T. Nomura en S. Nagamine, "Microbiële afzetting van gouden nanodeeltjes door de metaalreducerende bacterie Shewanella-algen,” Electrochimica Acta, vol. 53, nee. 1, blz. 186-192, 2007. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  28. A. Panáček, L. Kvítek, R. Prucek et al., "Zilveren colloïde nanodeeltjes: synthese, karakterisering en hun antibacteriële activiteit", The Journal of Physical Chemistry B, vol. 110, nee. 33, pp. 16248-16253, 2006. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  29. P. Mukherjee, A. Ahmad, D. Mandal et al., "Door schimmel gemedieerde synthese van zilveren nanodeeltjes en hun immobilisatie in de myceliummatrix: een nieuwe biologische benadering van de synthese van nanodeeltjes," Nano-letters, vol. 1, nr. 10, pp. 515-519, 2001. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  30. A. Ahmad, P. Mukherjee, S. Senapati et al., "Extracellulaire biosynthese van zilveren nanodeeltjes met behulp van de schimmel Fusarium oxysporum,” Colloïden en oppervlakken B, vol. 28, nee. 4, pp. 313-318, 2003. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  31. A. M. Fayaz, K. Balaji, M. Girilal, R. Yadav, P. T. Kalaichelvan en R. Venketesan, "Biogene synthese van zilveren nanodeeltjes en hun synergetische effect met antibiotica: een onderzoek tegen gram-positieve en gram-negatieve bacteriën," Nanogeneeskunde: nanotechnologie, biologie en geneeskunde, vol. 6, nee. 1, blz. e103–e109, 2010. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  32. T. Klaus, R. Joerger, E. Olsson en C.-G. Granqvist, "Op zilver gebaseerde kristallijne nanodeeltjes, microbieel gefabriceerd", Proceedings van de National Academy of Sciences van de Verenigde Staten van Amerika, vol. 96, nee. 24, blz. 13611-13614, 1999. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  33. N. Jain, A. Bhargava, S. Majumdar, J.C. Tarafdar en J. Panwar, "Extracellulaire biosynthese en karakterisering van zilveren nanodeeltjes met Aspergillus flavus NJP08: een mechanismeperspectief,” nanoschaal, vol. 3, nee. 2, pp. 635-641, 2011. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  34. N. Vigneshwaran, N.M. Ashtaputre, P.V. Varadarajan, R.P. Nachane, K.M. Paralikar en R.H. Balasubramanya, "Biologische synthese van zilveren nanodeeltjes met behulp van de schimmel Aspergillus flavus,” Materialen Brieven, vol. 61, nee. 6, pp. 1413-1418, 2007. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  35. K. C. Bhainsa en S. F. D'Souza, "Extracellulaire biosynthese van zilveren nanodeeltjes met behulp van de schimmel Aspergillus fumigatus,” Colloïden en oppervlakken B, vol. 47, nee. 2, pp. 160-164, 2006. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  36. S. Senapati, D. Mandal, A. Ahmad et al., "Door schimmel gemedieerde synthese van zilveren nanodeeltjes: een nieuwe biologische benadering", Indian Journal of Physics A, vol. 78A, nee. 1, blz. 101-105, 2004. Bekijk op: Google Scholar
  37. K. Kalishwaralal, V. Deepak, S. Ram Kumar Pandian et al., "Biosynthese van zilveren en gouden nanodeeltjes met Brevibacterium casei,” Colloïden en oppervlakken B, vol. 77, nee. 2, pp. 257–262, 2010. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  38. E. Castro-Longoria, A.R. Vilchis-Nestor en M. Avalos-Borja, "Biosynthese van zilver, goud en bimetaal nanodeeltjes met behulp van de filamenteuze schimmel Neurospora crassa,” Colloïden en oppervlakken B, vol. 83, nee. 1, pp. 42–48, 2011. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  39. N. Vigneshwaran, A.A. Kathe, P.V. Varadarajan, R.P. Nachane en R.H. Balasubramanya, "Biomimetica van zilveren nanodeeltjes door witrotschimmel, Phaenerochaete chrysosporium,” Colloïden en oppervlakken B, vol. 53, nee. 1, pp. 55-59, 2006. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  40. K. Kalimuthu, R. Suresh Babu, D. Venkataraman, M. Bilal en S. Gurunathan, "Biosynthese van zilveren nanokristallen door Bacillus licheniformis,” Colloïden en oppervlakken B, vol. 65, nee. 1, blz. 150-153, 2008. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  41. S. Gurunathan, K. Kalishwaralal, R. Vaidyanathan et al., "Biosynthese, zuivering en karakterisering van zilveren nanodeeltjes met Escherichia coli,” Colloïden en oppervlakken B, vol. 74, nee. 1, pp. 328-335, 2009. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  42. K. Sneha, M. Sathishkumar, J. Mao, I.S. Kwak en Y.S. Yun, "Corynebacterium glutamicum-gemedieerde kristallisatie van zilverionen door sorptie- en reductieprocessen," Tijdschrift voor chemische technologie, vol. 162, nee. 3, pp. 989-996, 2010. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  43. A. Mohammed Fayaz, K. Balaji, P.T. Kalaichelvan en R. Venkatesan, "Op schimmel gebaseerde synthese van zilveren nanodeeltjes - een effect van temperatuur op de grootte van deeltjes," Colloïden en oppervlakken B, vol. 74, nee. 1, pp. 123–126, 2009. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  44. M. M. Juibari, S. Abbasalizadeh, G. S. Jouzani en M. Noruzi, "Intensievere biosynthese van zilveren nanodeeltjes met behulp van een inheemse extremofiele Ureibacillus thermosphaericus-stam," Materialen Brieven, vol. 65, nee. 6, pp. 1014-1017, 2011. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  45. M. M. G. Babu en P. Gunasekaran, "Productie en structurele karakterisering van kristallijne zilveren nanodeeltjes van Bacillus cereus isoleren," Colloïden en oppervlakken B, vol. 74, nee. 1, blz. 191-195, 2009. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  46. S. Senapati, A. Ahmad, M.I. Khan, M. Sastry en R. Kumar, "Extracellulaire biosynthese van bimetalen Au-Ag-legeringen nanodeeltjes," Klein, vol. 1, nr. 5, pp. 517-520, 2005. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  47. D. Zheng, C. Hu, T. Gan, X. Dang en S. Hu, "Voorbereiding en toepassing van een nieuwe vanillinesensor op basis van biosynthese van nanodeeltjes van Au-Ag-legeringen", Sensoren en actuatoren B: Chemisch, vol. 148, nee. 1, blz. 247–252, 2010. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  48. B.D. Sawle, B. Salimath, R. Deshpande, M.D. Bedre, B.K. Prabhakar en A. Venkataraman, "Biosynthese en stabilisatie van Au- en Au-Ag-legeringsnanodeeltjes door schimmel, Fusarium semitectum," Wetenschap en technologie van geavanceerde materialen, vol. 9, nee. 3, artikel-ID 035012, pp. 1-6, 2008. Bekijk op: Publisher-site | Google geleerde
  49. Y. Konishi, K. Ohno, N. Saitoh et al., "Bioreductieve afzetting van platina-nanodeeltjes op de bacterie Shewanella-algen,” Tijdschrift voor Biotechnologie, vol. 128, nee. 3, pp. 648–653, 2007. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  50. A. Sinha en S. K. Khare, "Bioaccumulatie van kwik en gelijktijdige synthese van nanodeeltjes door Enterobacter sp. cellen," Bioresource-technologie, vol. 102, pp. 4281–4284, 2011. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  51. K. Kashefi en D.R. Lovley, “Reductie van Fe(III), Mn(IV) en giftige metalen bij 100°C door Pyrobaculum islandicum,” Toegepaste en milieumicrobiologie, vol. 66, nee. 3, pp. 1050-1056, 2000. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  52. J.R. Lloyd, P. Yong en L.E. Macaskie, "Enzymatisch herstel van elementair palladium door sulfaatreducerende bacteriën te gebruiken," Toegepaste en milieumicrobiologie, vol. 64, nee. 11, blz. 4607-4609, 1998. Bekijk op: Google Scholar
  53. P. Yong, N.A. Rowson, J.P.G. Farr, I.R. Harris en L.E. Macaskie, "Bioreductie en biokristallisatie van palladium door Desulfovibrio desulfuricans NCIMB 8307,” Biotechnologie en bio-engineering, vol. 80, nee. 4, pp. 369-379, 2002. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  54. W. De Windt, P. Aelterman en W. Verstraete, “Bioreductieve depositie van palladium (0) nanodeeltjes op Shewanella oneidensis met katalytische activiteit naar reductieve dechlorering van polychloorbifenylen,” Milieumicrobiologie, vol. 7, nee. 3, pp. 314–325, 2005. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  55. J.H. Lee, J. Han, H. Choi en H.G. Hur, "Effecten van temperatuur en opgeloste zuurstof op Se(IV)-verwijdering en Se(0)-precipitatie door Shewanella sp. HN-41,” Chemosfeer, vol. 68, nee. 10, blz. 1898-1905, 2007. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  56. H. Bao, Z. Lu, X. Cui et al., "Extracellulaire microbiële synthese van biocompatibele CdTe-kwantumdots", Acta Biomaterialia, vol. 6, nee. 9, blz. 3534–3541, 2010. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  57. T. X. Fan, S. K. Chow en D. Zhang, "Biomorfe mineralisatie: van biologie tot materialen", Vooruitgang in materiaalkunde, vol. 54, nee. 5, pp. 542-659, 2009. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  58. D.A. Bazylinski, A.J. Garratt-Reed en R.B. Frankel, "Elektronenmicroscopische studies van magnetosomen in magnetotactische bacteriën," Microscopie onderzoek en techniek, vol. 27, nee. 5, blz. 389-401, 1994. Bekijk op: Google Scholar
  59. D.A. Bazylinski, R.B. Frankel, B.R. Heywood et al., "Gecontroleerde biomineralisatie van magnetiet (Fe3O4) en greigiet (Fe3S4) in een magnetotactische bacterie,” Toegepaste en milieumicrobiologie, vol. 61, nee. 9, blz. 3232-3239, 1995. Bekijk op: Google Scholar
  60. A. Arakaki, H. Nakazawa, M. Nemoto, T. Mori en T. Matsunaga, "Vorming van magnetiet door bacteriën en de toepassing ervan," Tijdschrift van de Royal Society Interface, vol. 5, nee. 26, pp. 977-999, 2008. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  61. R. Blakemore, "Magnetotactische bacteriën," Wetenschap, vol. 190, nee. 4212, blz. 377-379, 1975. Bekijk op: Google Scholar
  62. R.H. Thornhill, J.G. Burgess en T. Matsunaga, "PCR voor directe detectie van inheemse niet-gecultiveerde magnetische cocci in sediment en fylogenetische analyse van geamplificeerd 16S-ribosomaal DNA", Toegepaste en milieumicrobiologie, vol. 61, nee. 2, blz. 495-500, 1995. Bekijk op: Google Scholar
  63. S. Spring en K.H. Schleifer, "Diversiteit van magnetotactische bacteriën", Systematische en toegepaste microbiologie, vol. 18, nee. 2, blz. 147-153, 1995. Bekijk op: Google Scholar
  64. T. Perez-Gonzalez, C. Jimenez-Lopez, A.L. Neal et al., "Magnetietbiomineralisatie geïnduceerd door Shewanella oneidensis,” Geochimica en Cosmochimica Acta, vol. 74, nee. 3, pp. 967–979, 2010. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  65. K. Zhu, H. Pan, J. Li et al., "Isolatie en karakterisering van een mariene magnetotactische spirillum axenische cultuur QH-2 uit een intergetijdengebied van de Chinese Zee," Onderzoek in de microbiologie, vol. 161, nee. 4, pp. 276-283, 2010. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  66. Y. Amemiya, A. Arakaki, S. S. Staniland, T. Tanaka en T. Matsunaga, "Gecontroleerde vorming van magnetietkristal door gedeeltelijke oxidatie van ferrohydroxide in aanwezigheid van recombinant magnetotactisch bacterieel eiwit Mms6," Biomaterialen, vol. 28, nee. 35, pp. 5381-5389, 2007. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  67. W. Zhou, W. He, S. Zhong et al., "Biosynthese en magnetische eigenschappen van mesoporeuze Fe3O4 composieten,” Journal of Magnetism and Magnetic Materials, vol. 321, nee. 8, pp. 1025-1028, 2009. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  68. W. Zhou, W. He, X. Zhang et al., "Biosynthese van ijzerfosfaat nanopoeders," Poedertechnologie, vol. 194, nee. 1-2, pp. 106-108, 2009. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  69. W. Li, L. Yu, P. Zhou en M. Zhu, "Een Magnetospirillum-stam WM-1 uit een zoetwatersediment met intracellulaire magnetosomen," World Journal of Microbiology and Biotechnology, vol. 23, nee. 10, blz. 1489-1492, 2007. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  70. S. Bose, M.F. Hochella, Y.A. Gorby et al., "Bioreductie van hematiet-nanodeeltjes door de dissimilerende ijzerreducerende bacterie Shewanella oneidensis MR-1,” Geochimica en Cosmochimica Acta, vol. 73, nee. 4, pp. 962–976, 2009. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  71. C. T. Lefèvre, F. Abreu, M. L. Schmidt et al., "Gematigd thermofiele magnetotactische bacteriën uit warmwaterbronnen in Nevada," Toegepaste en milieumicrobiologie, vol. 76, nee. 11, blz. 3740-3743, 2010. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  72. A. K. Jha, K. Prasad en K. Prasad, "Een groene goedkope biosynthese van Sb2O3 nanodeeltjes,” Tijdschrift voor biochemische technologie, vol. 43, nee. 3, pp. 303–306, 2009. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  73. A.K. Jha en K. Prasad, “Ferro-elektrische BaTiO3 nanodeeltjes: biosynthese en karakterisering,” Colloïden en oppervlakken B, vol. 75, nee. 1, blz. 330-334, 2010. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  74. A.K. Jha, K. Prasad en A.R. Kulkarni, "Synthese van TiO2 nanodeeltjes met behulp van micro-organismen,” Colloïden en oppervlakken B, vol. 71, nee. 2, pp. 226-229, 2009. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  75. V. Bansal, D. Rautaray, A. Bharde et al., "Fungus-gemedieerde biosynthese van silica- en titaniadeeltjes", Tijdschrift voor materiaalchemie, vol. 15, nee. 26, pp. 2583-2589, 2005. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  76. V. Bansal, P. Poddar, A. Ahmad en M. Sastry, "Biosynthese bij kamertemperatuur van ferro-elektrische bariumtitanaat-nanodeeltjes", Tijdschrift van de American Chemical Society, vol. 128, nee. 36, pp. 11958–11963, 2006. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  77. V. Bansal, D. Rautaray, A. Ahmad en M. Sastry, "Biosynthese van zirconia-nanodeeltjes met behulp van de schimmel Fusarium oxysporum,” Tijdschrift voor materiaalchemie, vol. 14, nee. 22, pp. 3303-3305, 2004. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  78. C. T. Lefèvre, F. Abreu, U. Lins en D. A. Bazylinski, "Niet-magnetotactische meercellige prokaryoten uit zoutarme, niet-mariene aquatische omgevingen en hun ongebruikelijke negatieve fototactische gedrag," Toegepaste en milieumicrobiologie, vol. 76, nee. 10, blz. 3220–3227, 2010. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  79. A. Arakaki, M. Shibusawa, M. Hosokawa en T. Matsunaga, "Voorbereiding van genomisch DNA van een enkele soort niet-gecultiveerde magnetotactische bacterie door amplificatie met meerdere verplaatsingen", Toegepaste en milieumicrobiologie, vol. 76, nee. 5, blz. 1480-1485, 2010. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  80. H. J. Bai, Z. M. Zhang, Y. Guo en G. E. Yang, "Biosynthese van cadmiumsulfide-nanodeeltjes door fotosynthetische bacteriën Rhodopseudomonas palustris,” Colloïden en oppervlakken B, vol. 70, nee. 1, blz. 142-146, 2009. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  81. R. Sanghi en P. Verma, "Een gemakkelijke groene extracellulaire biosynthese van CdS-nanodeeltjes door geïmmobiliseerde schimmel," Tijdschrift voor chemische technologie, vol. 155, nee. 3, pp. 886–891, 2009. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  82. K. Prasad en A. K. Jha, "Biosynthese van CdS-nanodeeltjes: een verbeterde groene en snelle procedure", Journal of Colloid and Interface Science, vol. 342, nee. 1, blz. 68-72, 2010. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  83. R. Y. Sweeney, C. Mao, X. Gao et al., "Bacteriële biosynthese van cadmiumsulfide-nanokristallen", Scheikunde en biologie, vol. 11, nee. 11, blz. 1553-1559, 2004. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  84. M. Kowshik, N. Deshmuke, W. Vogal et al., "Microbiële synthese van halfgeleider CdS-nanodeeltjes, hun karakterisering en hun gebruik bij de fabricage van een ideale diode", Biotechnologie en bio-engineering, vol. 78, nee. 5, blz. 583-588, 2002. Bekijk op: Google Scholar
  85. C. T. Dameron, R. N. Reese, R. K. Mehra et al., "Biosynthese van cadmiumsulfide kwantumhalfgeleiderkristallieten", Natuur, vol. 338, nee. 6216, blz. 596-597, 1989. Bekijk op: Google Scholar
  86. H. J. Bai, Z. M. Zhang en J. Gong, "Biologische synthese van halfgeleiderzinksulfide-nanodeeltjes door geïmmobiliseerde Rhodobacter sphaeroides,” Biotechnologiebrieven, vol. 28, nee. 14, pp. 1135-1139, 2006. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  87. M. Labrenz, G.K. Druschel, T. Thomsen-Ebert et al., "Vorming van sfaleriet (ZnS) afzettingen in natuurlijke biofilms van sulfaatreducerende bacteriën," Wetenschap, vol. 290, nee. 5497, pp. 1744–1747, 2000. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  88. H. J. Bai en Z. M. Zhang, "Microbiële synthese van halfgeleider-loodsulfide-nanodeeltjes met behulp van geïmmobiliseerde Rhodobacter sphaeroides," Materialen Brieven, vol. 63, nee. 9-10, blz. 764–766, 2009. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  89. A. Ahmad, P. Mukherjee, D. Mandal et al., "Enzym-gemedieerde extracellulaire synthese van CdS-nanodeeltjes door de schimmel, Fusarium oxysporum,” Tijdschrift van de American Chemical Society, vol. 124, nee. 41, pp. 12108–12109, 2002. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  90. J.H.P. Watson, D.C. Ellwood, A.K. Soper en J. Charnock, "Nanosized sterk magnetische bacterieel geproduceerde ijzersulfidematerialen," Journal of Magnetism and Magnetic Materials, vol. 203, nee. 1-3, blz. 69-72, 1999. Bekijk op: Google Scholar
  91. A. Sanyal, D. Rautaray, V. Bansal, A. Ahmad en M. Sastry, "Remedie van zware metalen door een schimmel als middel voor de productie van lood- en cadmiumcarbonaatkristallen," Langmuir, vol. 21, nee. 16, blz. 7220-7224, 2005. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  92. D. Rautaray, A. Sanyal, S.D. Adyanthaya, A. Ahmad en M. Sastry, "Biologische synthese van strontiumcarbonaatkristallen met behulp van de schimmel Fusarium oxysporum,” Langmuir, vol. 20, nee. 16, blz. 6827-6833, 2004. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  93. S.R.K. Pandian, V. Deepak, K. Kalishwaralal, J.Muniyandi, N. Rameshkumar en S. Gurunathan, "Synthese van PHB-nanodeeltjes uit geoptimaliseerd medium met behulp van industrieel zuivelafval met behulp van Brevibacterium casei SRKP2: een groene chemieaanpak,” Colloïden en oppervlakken B, vol. 74, nee. 1, pp. 266-273, 2009. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  94. S. Yan, W. He, C. Sun et al., "De biomimetische synthese van zinkfosfaat-nanodeeltjes", Kleurstoffen en pigmenten, vol. 80, nee. 2, pp. 254-258, 2009. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  95. S. A. Kumar, A. A. Ansary, A. Abroad en M. I. Khan, "Extracellulaire biosynthese van CdSe-kwantumdots door de schimmel, Fusarium oxysporum,” Tijdschrift voor biomedische nanotechnologie, vol. 3, nee. 2, pp. 190-194, 2007. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  96. K. B. Narayanan en N. Sakthivel, "Biologische synthese van metalen nanodeeltjes door microben," Vooruitgang in colloïd- en interfacewetenschap, vol. 156, nee. 1-2, pp. 1-13, 2010. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  97. H. Yang, S. Santra en P. H. Holloway, "Syntheses en toepassingen van Mn-gedoteerde II-VI halfgeleider nanokristallen," Tijdschrift voor nanowetenschap en nanotechnologie, vol. 5, nee. 9, blz. 1364–1375, 2005. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  98. D. P. Cunningham en L. L. Lundie Jr., “Precipitatie van cadmium door Clostridium thermoaceticum,” Toegepaste en milieumicrobiologie, vol. 59, nee. 1, blz. 7-14, 1993. Bekijk op: Google Scholar
  99. J.D. Holmes, D.J. Richardson, S. Saed, R. Evans-Gowing, D.A. Russell en J.R. Sodeau, "Cadmium-specifieke vorming van metaalsulfide "Q-deeltjes" door Klebsiella pneumoniae,” Microbiologie, vol. 143, nee. 8, blz. 2521-2530, 1997. Bekijk op: Google Scholar
  100. K. Benzerara, J. Miot, G. Morin, G. Ona-Nguema, F. Skouri-Panet en C. Férard, "Betekenis, mechanismen en milieu-implicaties van microbiële biomineralisatie," Comptes Rendus Geoscience, vol. 343, nee. 2-3, pp. 160-167, 2010. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  101. K. Kalishwaralal, V. Deepak, S. Ramkumarpandian, H. Nellaiah en G. Sangiliyandi, "Extracellulaire biosynthese van zilveren nanodeeltjes door het kweeksupernatant van Bacillus licheniformis,” Materialen Brieven, vol. 62, nee. 29, pp. 4411-4413, 2008. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  102. F. Reith, M.F. Lengke, D. Falconer, D. Craw en G. Southam, "De geomicrobiologie van goud," Het ISME-tijdschrift, vol. 1, nr. 7, pp. 567-584, 2007. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  103. D.H. Nies, "Microbiële resistentie tegen zware metalen," Toegepaste microbiologie en biotechnologie, vol. 51, nee. 6, blz. 730-750, 1999. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  104. M. Mergeay, S. Monchy, T. Vallaeys et al., “Ralstonia metallidurans, een bacterie die specifiek is aangepast aan toxische metalen: op weg naar een catalogus van op metaal reagerende genen,” FEMS Microbiologie beoordelingen, vol. 27, nee. 2-3, pp. 385-410, 2003. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  105. H. Tang, M. Yan, H. Zhang, M. Xia en D. Yang, "Voorbereiding en karakterisering van in water oplosbare CdS-nanokristallen door oppervlaktemodificatie van ethyleendiamine," Materialen Brieven, vol. 59, nee. 8-9, pp. 1024-1027, 2005. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  106. T. Løver, W. Henderson, G.A. Bowmaker, J.M. Seakins en R.P. Cooney, "Functionalisatie en capping van een cds-nanocluster: een onderzoek naar liganduitwisseling door elektrospray-massaspectrometrie," Chemie van materialen, vol. 9, nee. 8, blz. 1878-1886, 1997. Bekijk op: Google Scholar
  107. T. Riddin, M. Gericke en C. G. Whiteley, "Biologische synthese van platina-nanodeeltjes: effect van initiële metaalconcentratie", Enzym- en microbiële technologie, vol. 46, nee. 6, pp. 501-505, 2010. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  108. A. Arakaki, F. Masuda, Y. Amemiya, T. Tanaka en T. Matsunaga, "Controle van de morfologie en grootte van magnetietdeeltjes met peptiden die het Mms6-eiwit van magnetotactische bacteriën nabootsen," Journal of Colloid and Interface Science, vol. 343, nee. 1, pp. 65-70, 2010. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  109. B. Fadeel en A.E. Garcia-Bennett, "Better safe than sorry: inzicht in de toxicologische eigenschappen van anorganische nanodeeltjes vervaardigd voor biomedische toepassingen," Geavanceerde beoordelingen van medicijnafgifte, vol. 62, nee. 3, pp. 362-374, 2010. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  110. W.C.W. Chan en S. Nie, "Quantum dot bioconjugaten voor ultragevoelige niet-isotopische detectie," Wetenschap, vol. 281, nee. 5385, pp. 2016-2018, 1998. Bekijk op: Uitgeverssite | Google geleerde
  111. F. Tian, ​​A. Prina-Mello, G. Estrada et al., "Een nieuwe test voor de kwantificering van geïnternaliseerde nanodeeltjes in macrofagen", Nanotoxicologie, vol. 2, nee. 4, pp. 232–242, 2008. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  112. D. Cui, F. Tian, ​​S.R. Coyer et al., "Effecten van antisense-myc-geconjugeerde enkelwandige koolstofnanobuizen op HL-60-cellen", Tijdschrift voor nanowetenschap en nanotechnologie, vol. 7, nee. 4-5, pp. 1639-1646, 2007. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  113. D. Pantarotto, C.D. Partidos, J. Hoebeke et al., "Immunisatie met peptide-gefunctionaliseerde koolstofnanobuisjes verbetert virusspecifieke neutraliserende antilichaamreacties," Scheikunde en biologie, vol. 10, nee. 10, pp. 961-966, 2003. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  114. R.L. Edelstein, C.R. Tamanaha, P.E. Sheehan et al., "De BARC-biosensor toegepast op de detectie van biologische oorlogsvoeringsmiddelen," Biosensoren en bio-elektronica, vol. 14, nee. 10-11, pp. 805-813, 2000. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  115. A. De la Isla, W. Brostow, B. Bujard et al., "Nanohybride krasbestendige coatings voor tanden en botvisco-elasticiteit tot uiting in tribologie," Innovaties op het gebied van materiaalonderzoek, vol. 7, nee. 2, pp. 110-114, 2003. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  116. J. Ma, H. Wong, L. B. Kong en K. W. Peng, "Biomimetische verwerking van bioactieve apatietcoating van nanokristallen op titanium", Nanotechnologie, vol. 14, nee. 6, blz. 619-623, 2003. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  117. M. Shinkai, M. Yanase, M. Suzuki et al., "Intracellulaire hyperthermie voor kanker met behulp van magnetiet-kationische liposomen", Journal of Magnetism and Magnetic Materials, vol. 194, nee. 1, blz. 176-184, 1999. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  118. R. Weissleder, G. Elizondo, J. Wittenberg, C.A. Rabito, H.H. Bengele en L. Josephson, "Ultraklein superparamagnetisch ijzeroxide: karakterisering van een nieuwe klasse contrastmiddelen voor MR-beeldvorming", Radiologie, vol. 175, nee. 2, blz. 489-493, 1990. Bekijk op: Google Scholar
  119. WJ Parak, R. Boudreau, M. Le Gros et al., "Celmotiliteit en metastatische potentiële studies op basis van kwantumdotbeeldvorming van fagokinetische sporen," Geavanceerde materialen, vol. 14, nee. 12, pp. 882–885, 2002. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  120. D.F. Emerich en C.G. Thanos, "De haarscherpe belofte van op nanodeeltjes gebaseerde medicijnafgifte en moleculaire diagnose," Biomoleculaire techniek, vol. 23, nee. 4, pp. 171-184, 2006. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  121. F.K. Alanazi, A.A. Radwan en I.A. Alsarra, "Biofarmaceutische toepassingen van nanogold," Saudi farmaceutisch tijdschrift, vol. 18, nee. 4, pp. 179-193, 2010. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  122. E. Rodríguez-Carmona en A. Villaverde, "Nanogestructureerde bacteriële materialen voor innovatieve medicijnen," Trends in de microbiologie, vol. 18, nee. 9, blz. 423-430, 2010. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  123. R. Vaidyanathan, K. Kalishwaralal, S. Gopalram en S. Gurunathan, "Nanozilver - het ontluikende therapeutische molecuul en zijn groene synthese," Biotechnologische vooruitgang, vol. 27, nee. 6, pp. 924–937, 2009. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  124. M. Mahmoudi, S. Sant, B. Wang, S. Laurent en T. Sen, "Superparamagnetische ijzeroxide nanodeeltjes (SPION's): ontwikkeling, oppervlaktemodificatie en toepassingen in chemotherapie," Geavanceerde beoordelingen van medicijnafgifte, vol. 63, pp. 24-46, 2010. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  125. A.M.G.C. Dias, A. Hussain, A.S. Marcos en A.C.A. Roque, "Een biotechnologisch perspectief op de toepassing van magnetische ijzeroxide-colloïden gemodificeerd met polysachariden," Biotechnologische vooruitgang, vol. 29, nee. 1, pp. 142-155, 2011. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  126. Z. Shen, Y. Li, K. Kohama, B. Oneill en J. Bi, "Verbeterde medicijntargeting van kankercellen door gebruik te maken van actief richtbare foliumzuur-geconjugeerde albumine-nanosferen," Farmacologisch onderzoek, vol. 63, nee. 1, pp. 51–58, 2011. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  127. M. J. Piao, K. A. Kang, I. K. Lee et al., "Zilveren nanodeeltjes induceren oxidatieve celbeschadiging in menselijke levercellen door remming van gereduceerd glutathion en inductie van door mitochondriën betrokken apoptose," Toxicologiebrieven, vol. 201, nee. 1, blz. 92-100, 2011. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  128. K.V. Chakravarthy, A.C. Bonoiu, W.G. Davis et al., "Gouden nanorod-afgifte van een ssRNA-immuunactivator remt pandemische H1N1-influenzavirusreplicatie", Proceedings van de National Academy of Sciences van de Verenigde Staten van Amerika, vol. 107, nee. 22, pp. 10172-10177, 2010. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  129. L. Xiang, J. Wei, S. Jianbo, W. Guili, G. Feng en L. Ying, "Gezuiverde en gesteriliseerde magnetosomen van Magnetospirillum gryphiswaldense MSR-1 waren in vitro niet toxisch voor muizenfibroblasten," Brieven in Toegepaste Microbiologie, vol. 45, nee. 1, blz. 75-81, 2007. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  130. C. Meng, J. Tian, ​​Y. Li en S. Zheng, "Invloed van inheemse bacteriële magnetische deeltjes op de immuunrespons van muizen", Wei Sheng Wu Xue Bao, vol. 50, nee. 6, blz. 817-821, 2010. Bekijk op: Google Scholar
  131. J.B. Sun, J.H. Duan, S.L. Dai et al., “In vitro en in vivo antitumoreffecten van doxorubicine geladen met bacteriële magnetosomen (DBM's) op H22-cellen: de magnetische bio-nanodeeltjes als medicijndragers, " Kankerbrieven, vol. 258, nee. 1, pp. 109-117, 2007. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  132. J.B. Sun, Z.L. Wang, J.H. Duan et al., "Gerichte distributie van bacteriële magnetosomen geïsoleerd uit magnetospirillum gryphiswaldense MSR-1 in gezonde sprague-dawley-ratten," Tijdschrift voor nanowetenschap en nanotechnologie, vol. 9, nee. 3, pp. 1881-1885, 2009. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  133. O. Felfoul, M. Mohammadi en S. Martel, "Magnetic resonance imaging of Fe3O4 nanodeeltjes ingebed in levende magnetotactische bacteriën voor mogelijk gebruik als dragers voor in vivo toepassingen,” in Proceedings van de 29e jaarlijkse internationale conferentie van de IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBS '07), pp. 1463-1466, 2007. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  134. J. Xie, K. Chen en X. Chen, "Productie, modificatie en bio-applicaties van magnetische nanodeeltjes die worden voortgebracht door magnetotactische bacteriën", Nano-onderzoek, vol. 2, nee. 4, pp. 261-278, 2009. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  135. P. Mukherjee, R. Bhattacharya, C.R. Patra et al., Nanogold in kankertherapie en diagnose, vol. 7, hoofdstuk 3, Wiley-VCH, Weinheim, Duitsland, 2007.
  136. S. Mahdihassan, "Alchemie, Chinees versus Grieks, een etymologische benadering: een repliek," Amerikaans tijdschrift voor Chinese geneeskunde, vol. 16, nee. 1-2, blz. 83-86, 1988. Bekijk op: Google Scholar
  137. G. J. Higby, "Goud in de geneeskunde: een overzicht van het gebruik ervan in het Westen vóór 1900," Gouden bulletin, vol. 15, nee. 4, blz. 130-140, 1982. Bekijk op: Google Scholar
  138. C. R. Patra, R. Bhattacharya, D. Mukhopadhyay en P. Mukherjee, "Vervaardiging van gouden nanodeeltjes voor gerichte therapie bij alvleesklierkanker," Geavanceerde beoordelingen van medicijnafgifte, vol. 62, nee. 3, blz. 346–361, 2010. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  139. D.A. Giljohann, D.S. Seferos, W.L. Daniel, M.D. Massich, P.C. Patel en C.A. Mirkin, "Gouden nanodeeltjes voor biologie en geneeskunde," Angewandte Chemie International Edition, vol. 49, nee. 19, pp. 3280-3294, 2010. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  140. K. Kalishwaralal, E. Banumathi, S.R.K. Pandian et al., "Zilveren nanodeeltjes remmen door VEGF geïnduceerde celproliferatie en migratie in runderretinale endotheelcellen", Colloïden en oppervlakken B, vol. 73, nee. 1, pp. 51-57, 2009. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  141. B. Chertok, B.A. Moffat, A.E. David et al., "IJzeroxide-nanodeeltjes als medicijnafgiftevehikel voor MRI-gecontroleerde magnetische targeting van hersentumoren," Biomaterialen, vol. 29, nee. 4, pp. 487-496, 2008. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  142. N. Durán, P.D. Marcato, G.I.H. De Souza, O.L. Alves en E. Esposito, "Antibacterieel effect van zilveren nanodeeltjes geproduceerd door schimmelproces op textielstoffen en hun afvalwaterbehandeling," Tijdschrift voor biomedische nanotechnologie, vol. 3, nee. 2, pp. 203-208, 2007. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  143. T. Wang, L. Yang, B. Zhang en J. Liu, "Extracellulaire biosynthese en transformatie van seleniumnanodeeltjes en toepassing in H2O2 biosensor,” Colloïden en oppervlakken B, vol. 80, nee. 1, blz. 94-102, 2010. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  144. B. Zheng, L. Qian, H. Yuan et al., "Voorbereiding van gouden nanodeeltjes op eierschaalmembraan en hun biosensing-toepassing", Talanta, vol. 82, nee. 1, blz. 177–183, 2010. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  145. H. Hildebrand, K. Mackenzie en F.-D. Kopinke, "Nieuwe nanokatalysatoren voor afvalwaterzuivering", Wereldwijd NEST-dagboek, vol. 10, blz. 47-53, 2008. Bekijk op: Google Scholar
  146. G. Shan, J. Xing, H. Zhang en H. Liu, "Biodesulfurisatie van dibenzothiofeen door microbiële cellen bedekt met magnetiet-nanodeeltjes", Toegepaste en milieumicrobiologie, vol. 71, nee. 8, blz. 4497–4502, 2005. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  147. T. Matsunaga, F. Ueki, K. Obata et al., "Volledig geautomatiseerd immunoassaysysteem van hormoonontregelende chemicaliën met behulp van monoklonale antilichamen die chemisch zijn geconjugeerd aan bacteriële magnetische deeltjes," Analytica Chimica Acta, vol. 475, nee. 1-2, pp. 75-83, 2003. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  148. T. Tanaka, H. Takeda, F. Ueki et al., "Snelle en gevoelige detectie van 17"β-estradiol in omgevingswater met behulp van een geautomatiseerd immunoassaysysteem met bacteriële magnetische deeltjes,” Tijdschrift voor Biotechnologie, vol. 108, nee. 2, pp. 153-159, 2004. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  149. L. Xiang, W. Bin, J. Huali et al., "Bacteriële magnetische deeltjes (BMP's) -PEI als een nieuw en efficiënt niet-viraal genafgiftesysteem", Tijdschrift voor gengeneeskunde, vol. 9, nee. 8, pp. 679-690, 2007. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  150. R. Hergt, R. Hiergeist, M. Zeisberger et al., "Magnetische eigenschappen van bacteriële magnetosomen als potentiële diagnostische en therapeutische hulpmiddelen", Journal of Magnetism and Magnetic Materials, vol. 293, nee. 1, blz. 80-86, 2005. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde
  151. R. Hergt en S. Dutz, "Magnetische deeltjes hyperthermie-biofysische beperkingen van een visionaire tumortherapie," Journal of Magnetism and Magnetic Materials, vol. 311, nee. 1, pp. 187-192, 2007. Bekijk op: Publisher Site | Google geleerde

Auteursrechten

Copyright © 2011 Xiangqian Li et al. Dit is een open access-artikel dat wordt gedistribueerd onder de Creative Commons Attribution-licentie, die onbeperkt gebruik, distributie en reproductie in elk medium toestaat, op voorwaarde dat het originele werk correct wordt geciteerd.


Opmerking over opruimen en weggooien

Als je helemaal klaar bent met je experiment, moet je alle borden die je hebt gebruikt ontsmetten. Meer dan waarschijnlijk heeft u geen toegang tot een autoclaaf voor sterilisatie. Een andere manier om uw experimentele materialen te ontsmetten is het gebruik van ontsmettingsmiddelen. Het beste ontsmettingsmiddel is huishoudbleekmiddel met een sterkte van 10%. U kunt een bleekoplossing van 10% maken door een deel gewoon wasmiddel (bijvoorbeeld Clorox®) te mengen met 9 delen water.Andere algemene huishoudelijke reinigingsreagentia zijn ook effectief bij het ontsmetten van bacteriën en kunnen worden gebruikt. Ontsmet platen door voorzichtig te openen en een royale hoeveelheid ontsmettingsmiddel (d.w.z. 10% bleekmiddel) op het agar-oppervlak te gieten. Laat de borden minimaal een uur weken. De gesteriliseerde, ontsmette borden kunnen dan bij het gewone huisvuil worden weggegooid, maar ALLEEN nadat de sterilisatie, zoals beschreven, is voltooid.


DANKBETUIGING

We erkennen de meer dan 100 observerende programmaleiders/managers die waardevolle feedback hebben gegeven door het invullen van de enquête over biologische oceaanobservaties (vermeld in tabel S6). We danken Rusty Brainard (NOAA), Aldo Croquer (Universidad Simón Bolívar) en Britta Schaffelke (Australian Institute of Marine Science) voor het verstrekken van informatie over de kosten van monitoring van koraalriffen (tabel S8) en Philip Boyd (University of Tasmania) die het manuscript hebben herzien en gaf zeer waardevolle suggesties. We bedanken ook Stefi Klein voor het grafische ontwerp van figuur 1. Het IOC van UNESCO's GOOS-programma en CSIRO-Oceans and Atmosphere, Australië hebben ondersteuning geboden voor vergaderingen van het GOOS Biology and Ecosystems Panel. De University of Western Australia, het Australian Institute of Marine Science, CSIRO en de US Marine Mammal Commission steunden het International Project Office voor het GOOS Biology and Ecosystems Panel. Dit manuscript is een bijdrage aan het Marine Biodiversity Observation Network. Het werk werd gedeeltelijk ondersteund door NASA-subsidie ​​NNX14AP62A "National Marine Sanctuaries as Sentinel Sites for a Demonstration Marine Biodiversity Observation Network (MBON)" aan FMK, gefinancierd in het kader van het National Ocean Partnership Program (NOPP RFP NOAA-NOS-IOOS-2014-2003803 in samenwerking tussen NOAA, BOEM en NASA) en het NOAA Integrated Ocean Observing System (IOOS) Program Office. Vermelding van handelsnamen of commerciële producten vormt geen goedkeuring of aanbeveling voor gebruik door de Amerikaanse overheid. NB wordt ondersteund door het National Environmental Science Program (NESP) Marine Biodiversity Hub van de Australische regering. Dit document is ook een bijdrage aan EcoPotential, een EU Horizon 2020-project onder subsidieovereenkomst nr. 641762, dat OBIS ondersteunt.

Bestandsnaam Beschrijving
gcb14108-sup-0001-FigS1.pdfPDF-document, 116.3 KB
gcb14108-sup-0002-FigS2.pdfPDF-document, 308,7 KB
gcb14108-sup-0003-TableS1.pdfPDF-document, 56,9 KB
gcb14108-sup-0004-TableS2.pdfPDF-document, 107,9 KB
gcb14108-sup-0005-TableS3.pdfPDF-document, 413,3 KB
gcb14108-sup-0006-TableS4.pdfPDF-document, 101,6 KB
gcb14108-sup-0007-TableS5.pdfPDF-document, 102,5 KB
gcb14108-sup-0008-TableS6.pdfPDF-document, 517,6 KB
gcb14108-sup-0009-TableS7.pdfPDF-document, 561.7 KB
gcb14108-sup-0010-TableS8.pdfPDF-document, 109 KB

Let op: De uitgever is niet verantwoordelijk voor de inhoud of functionaliteit van eventuele ondersteunende informatie die door de auteurs wordt aangeleverd. Alle vragen (behalve ontbrekende inhoud) moeten worden gericht aan de corresponderende auteur van het artikel.


NCERT-oplossingen voor wetenschap van klasse 8 Hoofdstuk 2 Micro-organismen vriend en vijand

Onderwerpen en subonderwerpen in Klasse 8 Wetenschap Hoofdstuk 2 Micro-organismen Vriend en Vijand:

sectie naam Onderwerpnaam
2 Micro-organismen vriend en vijand
2.1 Micro-organismen
2.2 Waar leven micro-organismen?
2.3 Micro-organismen en wij
2.4 Schadelijke micro-organismen
2.5 Voedselconservering
2.6 Stikstoffixatie
2.7 Stikstofcyclus

Micro-organismen: vriend en vijand Class 8 Science NCERT Textbook Questions

Vraag 1.
Vul de lege plekken in.
(a) Micro-organismen kunnen worden gezien met behulp van een _____
(b) Blauwgroene algen fixeren ______ rechtstreeks uit de lucht om de vruchtbaarheid van de bodem te verbeteren.
(c) Alcohol wordt geproduceerd met behulp van _____
(d) Cholera wordt veroorzaakt door ______
Antwoord geven:
(a) microscoop
(b) stikstof
(c) gist
(d) bacteriën

Vraag 2.
Vink het juiste antwoord aan.
(a) Gist wordt gebruikt bij de productie van
(i) suiker
(ii) alcohol
(iii) zoutzuur
(iv) zuurstof
Antwoord geven:
(ii) alcohol

(b) Het volgende is een antibioticum:
(i) natriumbicarbonaat
(ii) streptomycine
(iii) alcohol
(iv) gist
Antwoord geven:
(ii) streptomycine

(c) Drager van malaria-veroorzakende eencelligen is:
(i) vrouwelijke Anopheles-mug
(ii) kakkerlak
(iii) huisvlieg
(iv) vlinder
Antwoord geven:
(i) vrouwelijke Anopheles-mug

(d) De meest voorkomende drager van overdraagbare ziekten is:
(ik) mier
(ii) huisvlieg
(iii) libel
(iv) spin
Antwoord geven:
(ii) huisvlieg

(e) Het brood- of idlideeg rijst vanwege:
(ik verhit
(ii) slijpen
(iii) groei van gistcellen
(iv) kneden
Antwoord geven:
(iii) groei van gistcellen

(f) Het proces van omzetting van suiker in alcohol heet
(i) stikstoffixatie
(ii) gieten
(iii) fermentatie
(iv) infectie
Antwoord geven:
(iii) fermentatie

Vraag 3.
Verbind de organismen in kolom A met hun actie in kolom B.

EEN B
(i) Bacteriën (a) Stikstof fixeren
(ii) Rhizobium (b) Instelling van wrongel
(iii) Lactobacillus (c) Brood bakken
(iv) Gist (d) Malaria veroorzaken
(v) Een protozoa (e) Het veroorzaken van cholera
(vi) Een virus (f) AIDS veroorzaken
(g) Antilichamen produceren

Vraag 4.
Kunnen micro-organismen met het blote oog worden gezien? Zo niet, hoe zijn ze te zien?
Antwoord geven:
De micro-organismen kunnen niet met het blote oog worden gezien omdat ze erg klein zijn. Sommige hiervan, zoals schimmel die op brood groeit, kunnen met een vergrootglas worden gezien. Anderen kunnen niet worden gezien zonder de hulp van een microscoop.

Vraag 5.
Wat zijn de belangrijkste groepen micro-organismen?
Antwoord geven:
Micro-organismen worden op basis van hun grootte ingedeeld in vier hoofdgroepen. Deze groepen zijn:
(a) Bacteriën
(b) Schimmels
(c) Protozoa
(d) Sommige algen

Vraag 6.
Noem de micro-organismen die atmosferische stikstof in de bodem kunnen fixeren.
Antwoord geven:
Rhizobium, Clostridium en Azotobacter.

Vraag 7.
Schrijf 10 regels over het nut van micro-organismen in ons leven.
Antwoord geven:
Micro-organismen zijn op veel manieren nuttig voor ons. Bijvoorbeeld,

  • Bacteriën zoals Lactobacillus zetten melk om in wrongel.
  • Bij het maken van kaas zijn ook bacteriën betrokken.
  • Acetobacter aceti wordt gebruikt voor de productie van azijnzuur uit alcohol.
  • Gist wordt gebruikt bij de commerciële productie van alcohol, wijn en bakkerijproducten.
  • Sommige specifieke micro-organismen zijn nuttig bij de productie van antibiotica.
  • Micro-organismen werken als reinigingsmiddelen en breken de afvalstoffen af ​​tot mest.
  • Dode of verzwakte microben worden gebruikt bij de bereiding van vaccins.
  • Sommige bacteriën binden atmosferische stikstof en verhogen de bodemvruchtbaarheid.
  • Algen, gisten, schimmels of bacteriën kunnen worden gebruikt als ingrediënt of vervanging voor eiwitrijke voedingsmiddelen die geschikt zijn voor menselijke of dierlijke consumptie.
  • Sommige micro-organismen worden als probiotica ingenomen, waarvan wordt aangenomen dat ze gezondheidsvoordelen bieden wanneer ze worden geconsumeerd.

Vraag 8.
Schrijf een korte paragraaf over de schade veroorzaakt door micro-organismen.
Antwoord geven:
Micro-organismen zijn op vele manieren schadelijk voor ons. Micro-organismen, pathogenen genaamd, veroorzaken bijvoorbeeld ziekten bij mensen, planten en dieren. Ziekteverwekkers of ziektekiemen komen een gezond lichaam binnen via lucht, water, besmet voedsel en besmette personen door direct of indirect contact of door de drager. Veelvoorkomende aandoeningen zoals verkoudheid, griep, hoesten, polio, waterpokken worden veroorzaakt door virussen. Mond- en klauwzeer bij runderen worden ook veroorzaakt door virussen. Tyfus, tuberculose (TB) wordt veroorzaakt door bacteriën. Miltvuur een gevaarlijke ziekte bij mens en vee wordt ook veroorzaakt door bacteriën.

Ziekten zoals dysenterie en malaria worden veroorzaakt door protozoa. Ringworm wordt veroorzaakt door schimmels. Verschillende microben veroorzaken ziekten bij planten en verminderen zo de opbrengst. Citruskanker, een bacteriële ziekte, tast bomen van citrusvruchten aan en wordt via de lucht verspreid. Bhendi gele adermozaïekziekte wordt veroorzaakt door een virus en wordt verspreid door insecten in lange vingers. Roest van tarwe is een schimmelziekte die via de lucht wordt verspreid. Micro-organismen die op ons voedsel groeien, produceren soms giftige stoffen. Deze maken het voedsel giftig en veroorzaken ernstige ziekten en zelfs de dood. Deze door voedsel overgedragen ziekte wordt voedselvergiftiging genoemd.

Vraag 9.
Wat zijn antibiotica? Welke voorzorgsmaatregelen moeten worden genomen bij het gebruik van antibiotica?
Antwoord geven:
Antibiotica zijn de medicijnen die de ziekteverwekkende microben doden of de groei ervan stoppen. Ze worden vervaardigd door specifieke micro-organismen te kweken. Ze worden gebruikt om verschillende ziekten te genezen.

Het is belangrijk om antibiotica alleen in te nemen op advies van een gekwalificeerde arts. Men moet de door de arts voorgeschreven kuur afmaken om het medicijn effectiever te maken. Antibiotica mogen niet onnodig worden ingenomen, omdat het ook nuttige bacteriën kan doden. Antibiotica zijn echter niet effectief tegen verkoudheid en griep omdat ze worden veroorzaakt door virussen.

Micro-organismen: vriend en vijand Klasse 8 Wetenschap NCERT Intext-activiteiten opgelost

Activiteit 1 (NCERT-handboek, pagina 17)
Verzamel wat vochtige grond van het veld in een beker en voeg er water aan toe. Nadat de gronddeeltjes zijn neergedaald, observeert u een druppel water uit het bekerglas onder een microscoop. Wat zie je?
Oplossing:
Er wordt waargenomen dat enkele kleine organismen zich verplaatsen.

Activiteit 2 (NCERT-handboek, pagina 17)
Neem een ​​paar druppels water uit een vijver. Verspreid op een glasplaatje en observeer door een microscoop.
Oplossing:
Er wordt waargenomen dat enkele kleine organismen zich verplaatsen.

Activiteit 3 ​​(NCERT-handboek, pagina 20)
Jake 1/2 kg bloem (atta of maida), voeg wat suiker toe en meng met warm water. Voeg een kleine hoeveelheid gistpoeder toe en kneed tot een zacht deeg. Wat observeer je na twee uur? Heb je het deeg zien rijzen?

Oplossing:
Er wordt waargenomen dat het deeg in volume begint te rijzen. Gist reproduceert snel en geeft CO2 af tijdens de ademhaling. Etubble van dit gas vult het deeg en vergroot het volume.

Activiteit 4 (NCERT-handboek, pagina 20)
Neem 500ml. beker tot 3/4 gevuld met water. Los er 2-3 theelepels suikers in op. Voeg een halve lepel gistpoeder toe aan de suikeroplossing. Bewaar het 4-5 uur afgedekt op een warme plaats. Ruik nu de oplossing. Kun je een geur krijgen?
Oplossing:
Er wordt waargenomen dat de oplossing naar alcohol ruikt. Dit proces van omzetting van suiker in alcohol staat bekend als fermentatie.

Activiteit 5 (NCERT-handboek, pagina 22)
Neem twee potten en vul elke pot voor de helft met aarde. Markeer ze A en B. Doe plantaardig afval in pot A en dingen zoals plastic zakken, lege glazen flessen en kapot plastic speelgoed in pot B. Zet de potten opzij. Observeer ze na 3-4 weken.
Oplossing:
Geconstateerd is dat plantenafval in pot A is afgebroken, terwijl de plastic zakken, lege glazen flessen en kapotte plastic speelgoed in pot B dergelijke veranderingen niet hebben ondergaan.

NCERT-oplossingen voor wetenschap van klasse 8 Hoofdstuk 2 - 1 Markeer vragen en antwoorden

Vraag 1.
Noem de bacteriën die verantwoordelijk zijn voor de ziekte tyfus. [MSE (Chandigarh) 2008]
Antwoord geven:
Salmonella typhi.

Vraag 2.
Waterpokken wordt veroorzaakt door ………. virus. [KVS 2008]
Antwoord geven:
Varicella zoster.

Vraag 3.
………….. (ziekte) wordt veroorzaakt door mycoplasma. [KVS 2008]
Antwoord geven:
Pleuropneumonie.

Vraag 4.
Noem het toxine dat vrijkomt door T.B. bacteriën. [MSE (Chandigarh) 2007]
Antwoord geven:
Tuberculinetoxine wordt afgegeven door T.B. bacteriën.

Vraag 5.
Welk micro-organisme is de oorzaak van malaria? [NCT 2006]
Antwoord geven:
Een eencellige, Plasmodium.

Vraag 6.
Schrijf twee ziekten op die door bacteriën worden veroorzaakt. [NCT2005]
Antwoord geven:
Twee door bacteriën veroorzaakte ziekten zijn tuberculose en difterie.

Vraag 7.
Noem twee willekeurige items die zijn bereid met gist. [KVS 2005]
Antwoord geven:
Gist wordt gebruikt om brood en alcohol te bereiden.

Vraag 8.
Vul de lege plekken in: [NCERT]

  1. Micro-organismen kunnen worden gezien met behulp van een …'8230'8230'8230..
  2. Blauwgroene algen fixeren ………… rechtstreeks uit de lucht om de vruchtbaarheid van de bodem te verbeteren.
  3. Alcohol wordt geproduceerd met behulp van …'8230'8230'8230.
  4. Cholera wordt veroorzaakt door …'8230'8230'8230'8230

Vraag 9.
Kruis het juiste antwoord aan: [NCERT]

  • (a) Gist wordt gebruikt bij de productie van
    (i) suiker
    (ii) alcohol
    (iii) zoutzuur
    (iv) zuurstof.
  • (b) Het volgende is een antibioticum:
    (i) Natriumbicarbonaat
    (ii) Streptomycine
    (iii) Alcohol
    (iv) Gist.
  • (c) Drager van malaria-veroorzakende protozoa is
    (i) vrouwelijke anophelesmug
    (ii) kakkerlak
    (iii) huisvlieg
    (iv) Vlinder.
  • (d) De meest voorkomende drager van overdraagbare ziekten is:
    (ik) mier
    (ii) huisvlieg
    (iii) libel
    (iv) spin.
  • (e) Het brood of idlideg rijst vanwege:
    (ik verhit
    (ii) slijpen
    (iii) groei van gistcellen
    (iv) kneden.
  • (f) Het proces van omzetting van suiker in alcohol heet
    (i) stikstoffixatie
    (ii) gieten
    (iii) fermentatie
    (iv) infectie.

Vraag 10.
Verbind de organismen in kolom I met hun actie in kolom II. [NCT2010, NCERT]

Kolom I Kolom II
(a) Bacteriën
(b) Rhizobium
(c) Lactobacillus
(d) Gist
(e) Een protozoa
(f) Een virus
(i) Stikstof fixeren
(ii) Instelling van wrongel
(iii) Brood bakken
(iv) Malaria veroorzaken
(v) Het veroorzaken van cholera
(vi) AIDS veroorzaken

Kolom I Kolom II
(a) Bacteriën
(b) Rhizobium
(c) Lactobacillus
(d) Gist
(e) Een protozoa
(f) Een virus
(i) cholera veroorzaken
(ii) Stikstof fixeren
(iii) Instelling van wrongel
(iv) Brood bakken
(v) Malaria veroorzaken
(vi) AIDS veroorzaken

Vraag 11.
Noem de micro-organismen die atmosferische stikstof in de bodem kunnen fixeren. [NCERT]
Antwoord geven:
Rhizobium, Clostridium md Azotobacter fixeren atmosferische stikstof.

Vraag 12.
Kunnen micro-organismen met het blote oog worden waargenomen? Zo niet, hoe zijn ze te zien? [NCERT]
Antwoord geven:
Nee, micro-organismen zijn niet met het blote oog te zien. Ze zijn alleen te zien met behulp van een microscoop.

Vraag 13.
Wat zijn de belangrijkste groepen micro-organismen? [NCERT]
Antwoord geven:

Vraag 14.
Wat zijn micro-organismen?
Antwoord geven:
Micro-organismen zijn organismen die zo klein zijn dat ze alleen door een microscoop kunnen worden gezien.

Vraag 15.
Noem twee ziekten die door virussen worden veroorzaakt.
Antwoord geven:
Griep en hoesten.

Vraag 16.
Noem twee ziekten die door protozoën worden veroorzaakt.
Antwoord geven:
Dysenterie en malaria.

Vraag 17.
Welke micro-organismen zijn eencellig?
Antwoord geven:
Bacteriën en protozoa zijn eencellig.

Vraag 18.
Noem twee meercellige micro-organismen.
Antwoord geven:
Algen en schimmels zijn meercellig.

Vraag 19.
Noem de bacterie die wordt gebruikt voor de productie van azijnzuur uit alcohol.
Antwoord geven:
Acetobacter aceti.

Vraag 20.
Definieer fermentatie.
Antwoord geven:
Het proces van omzetting van suiker in alcohol wordt fermentatie genoemd.

Vraag 21.
Waarom zijn antibiotica niet effectief tegen verkoudheid en griep?
Antwoord geven:
Verkoudheid en griep worden veroorzaakt door virussen, dus de antibiotica zijn niet effectief tegen hen.

Vraag 22.
Wat zijn antistoffen?
Antwoord geven:
Wanneer een ziekte met microbe ons lichaam binnendringt, maakt het lichaam antilichamen aan om de indringer te bestrijden.

Vraag 23.
Noem twee ziekten die door vaccinatie kunnen worden voorkomen.
Antwoord geven:
Cholera en tuberculose kunnen worden voorkomen door vaccinatie.

Vraag 24.
Noem de ziekten waarvoor orale druppels worden gegeven als vaccinatie.
Antwoord geven:
Polio.

Vraag 25.
Wat zijn biologische stikstofbinders?
Antwoord geven:
Sommige bacteriën en blauwalgen zijn in staat stikstof uit de atmosfeer te binden om de bodem met stikstof te verrijken en de vruchtbaarheid te verhogen, de zogenaamde biologische stikstofbinders.

Vraag 26.
Wat zijn pathogenen?
Antwoord geven:
Ziekteverwekkende micro-organismen worden pathogenen genoemd.

Vraag 27.
Wat zijn overdraagbare ziekten?
Antwoord geven:
Microbiële ziekten die zich via lucht, water, voedsel of fysiek contact van een besmet persoon op een gezond persoon kunnen verspreiden, worden overdraagbare ziekten genoemd.

Vraag 28.
Noem twee besmettelijke ziekten.
Antwoord geven:
Waterpokken en tuberculose.

Vraag 29.
Noem twee dragers van ziekteverwekkende microben.
Antwoord geven:
Huisvlieg en vrouwelijke Anopheles-mug.

Vraag 30.
Noem het veroorzakende micro-organisme van tuberculose en de wijze van overdracht.
Antwoord geven:
Veroorzakende micro-organismen – Bacteriën.
Wijze van verzending – Lucht.

Vraag 31.
Hoe worden cholera en tyfus overgedragen?
Antwoord geven:
Cholera wordt overgedragen via water of voedsel.
Tyfus wordt overgedragen via water.

Vraag 32.
Welk micro-organisme veroorzaakt mond- en klauwzeer bij runderen?
Antwoord geven:
Virus.

Vraag 33.
Noem een ​​door bacteriën veroorzaakte plantenziekte en de wijze van overdracht.
Antwoord geven:
Citruskanker wordt veroorzaakt door bacteriën en overgedragen via de lucht

Vraag 34.
Noem een ​​plantenziekte die wordt overgedragen door insecten en wordt veroorzaakt door een virus.
Antwoord geven:
Geel adermozaïek van bhindi.

Vraag 35.
Noem een ​​plantenziekte veroorzaakt door schimmels en de wijze van overdracht.
Antwoord geven:
Roest van tarwe. Het wordt overgedragen via lucht en zaden.

Vraag 36.
Wat wordt bedoeld met voedselvergiftiging?
Antwoord geven:
Voedselvergiftiging wordt veroorzaakt door het eten van voedsel dat bedorven is door sommige micro-organismen.

Vraag 37.
Wat zijn conserveermiddelen?
Antwoord geven:
Chemicaliën (zouten, enz.) die de groei van micro-organismen remmen, worden conserveermiddelen genoemd.

Vraag 38.
Hoe worden augurken bewaard?
Antwoord geven:
Augurken worden geconserveerd door zout of zuur toe te voegen.

Vraag 39.
Noem de chemicaliën die worden gebruikt om jam en pompoenen te bewaren.
Antwoord geven:
Natriumbenzoaat en natriummetabisulfiet worden toegevoegd aan jam en pompoenen om ze te bewaren.

Vraag 40.
Hoe worden vlees en vis bewaard?
Antwoord geven:
Vlees en vis worden geconserveerd door ze te bedekken met droog zout om de groei van bacteriën tegen te gaan.

NCERT-oplossingen voor wetenschap van klasse 8 Hoofdstuk 2 - 2 Markeer vragen en antwoorden

Vraag 1.
Beschrijf de rol van blauwalgen in de vruchtbaarheid van de bodem. [KVS 2006, MSE (Chandigarh) 2008]
Antwoord geven:
Blauwgroene algen, ook wel cyanobacteriën genoemd, kunnen atmosferische stikstof fixeren tot bruikbare verbindingen. Deze worden vervolgens als meststof gebruikt.

Vraag 2.
Noem drie leefgebieden van micro-organismen. [MSE (Chandigarh) 2008, 2006]
Antwoord geven:
Micro-organismen zijn aanwezig in de bodem, het water, de ruimte en in het lichaam van dieren.

Vraag 3.
Noem de bacterie die in de wortels van de erwtenplant zit. Hoe is deze bacterie nuttig voor de mens? [NCT2007]
Antwoord geven:
Rhizobium is de bacterie die wordt aangetroffen in de wortels van de erwtenplant. De. bacterie absorbeert de atmosferische stikstof en zet deze om in nitraten.

Vraag 4.
Wat is een vaccin? Waarom is het belangrijk om kleine kinderen te vaccineren? [DAV2006]
Antwoord geven:
Vaccin wordt bereid uit zwakke of dode ziekteverwekkende microben. Vaccinatie wordt gegeven aan gezonde personen om het optreden van ziekten te voorkomen. Het is belangrijk om kleine kinderen te vaccineren omdat het antistoffen in het bloed aanmaakt.

  1. ORS - Oplossing voor orale rehydratatie.
  2. Vaccinatie is een methode om het lichaam te immuniseren tegen ziekten door het immuunsysteem van het lichaam antilichamen te laten produceren tegen de ziekteverwekkende microbe in het vaccin.

Vraag 6.
Noem twee belangrijke toepassingen van schimmels. [KVS-2006]
Antwoord geven:
Gebruik van schimmels:

  • Ze zetten dood organisch materiaal om in eenvoudig oplosbare mineralen en gassen, die weer door planten kunnen worden gebruikt.
  • Schimmelsachtige gist wordt gebruikt in brood, bier en wijn.

Vraag 7.
Hoe wordt gepasteuriseerde melk verkregen? [NCT 2010]
Antwoord geven:
Bij pasteurisatie wordt de melk 30 minuten verwarmd tot 62,5°C of 15 seconden tot 71,5°C. Daarna wordt het snel afgekoeld tot 10°C en verpakt in luchtdichte containers.

Vraag 8.
Teken een netjes en goed gelabeld diagram van Spirogyra.
Antwoord geven:

Vraag 9.
Teken een gelabeld diagram van Rhizopus.
Antwoord geven:

Vraag 10.
Teken een gelabeld diagram van Chlamydomonas. [DAV 1997]
Antwoord geven:

Vraag 11.
Teken een gelabeld diagram van Amoeba.
Antwoord geven:

Vraag 12.
Waarin verschillen virussen van andere micro-organismen?
Antwoord geven:
Virussen reproduceren alleen in de gastheerorganismen, dat wil zeggen bacteriële, plantaardige of dierlijke cellen.

Vraag 13.
Geef twee voorbeelden waar micro-organismen thuis nuttig zijn.
Antwoord geven:
Thuis worden micro-organismen gebruikt voor de bereiding van wrongel en gebak.

Vraag 14.
Hoe zijn micro-organismen commercieel bruikbaar?
Antwoord geven:
Micro-organismen worden gebruikt voor de grootschalige productie van alcohol, wijn en azijnzuur (azijn).

Vraag 15.
Hoe maken micro-organismen het milieu schoon?
Antwoord geven:
Micro-organismen breken de schadelijke stoffen af ​​en reinigen het milieu.

Vraag 16.
Hoe kunnen we voorkomen dat iemand Hepatitis B krijgt?
Antwoord geven:

Vraag 17.
Noem één ziekte veroorzaakt door bacteriën en één ziekte veroorzaakt door virus bij runderen.
Antwoord geven:

Vraag 18.
Hoe kunnen we plantenziekten bestrijden?
Antwoord geven:
Plantenziekten kunnen worden bestreden door chemicaliën die de microben doden.

Vraag 19.
Waarom gebruiken we olie en azijn om groenten en fruit te bewaren?
Antwoord geven:
Het gebruik van olie en azijn voorkomt bederf van groenten en fruit omdat bacteriën in zo'n omgeving niet kunnen leven.

Vraag 20.
Waarom bewaren we melk in de zomer in de koelkast?
Antwoord geven:
De lage temperatuur in de koelkast remt de groei van microben.

Vraag 21.
Waarom koken we melk voordat we het bewaren?
Antwoord geven:
Koken doodt de micro-organismen.

Vraag 22.
Hoe worden gedroogde vruchten bewaard?
Antwoord geven:
Droge vruchten worden geconserveerd door ze luchtdicht verpakt te bewaren om de aanval van microben te voorkomen.

Vraag 23.
Teken een goed gelabeld diagram van Paramecium.
Antwoord geven:

Vraag 24.
Teken een gelabeld diagram van Penicillium.
Antwoord geven:

  • Noem de wetenschapper die het vaccin tegen pokken heeft ontdekt.
  • Wie heeft de bacterie ontdekt die miltvuur veroorzaakt?

NCERT-oplossingen voor wetenschap van klasse 8 Hoofdstuk 2 – 3 Markeer vragen en antwoorden

  • Tuberculose is een zeer besmettelijke ziekte. Motiveer de stelling.
  • Welke vitamine helpt bij het voorkomen van verkoudheid? [MSE (Chandigarh) 2008]
  • Tuberculose is een zeer besmettelijke ziekte. TB wordt overgedragen via minuscule druppeltjes geïnfecteerd sputum op felgma, door het drinken van melk van een besmet dier.
  • Verkoudheid wordt voorkomen door vitamine C in te nemen.

Vraag 2.
Teken een gelabeld diagram van het virus. [KVS 2008, DAV 2006]
Antwoord geven:

Vraag 3.
Kun je augurken in ijzeren containers bewaren? Waarom ? [KVS-2007]
Antwoord geven:
We kunnen augurken niet bewaren in ijzeren containers omdat het zuur in de augurken reageert met ijzer. Dit kan voedselvergiftiging veroorzaken, indien geconsumeerd.

Vraag 4.
Welke voorzorgsmaatregelen moeten worden genomen bij het nemen van antibiotica?
Antwoord geven:
Antibiotica moeten worden ingenomen na overleg met een arts. De volledige dosis van de antibiotica moet worden ingenomen zoals voorgeschreven. Ze mogen niet onnodig worden ingenomen omdat ze de nuttige bacteriën doden.

  1. Schrijf het oorzakelijke organisme van cholera op.
  2. Schrijf twee willekeurige symptomen van deze ziekte op.
  3. Waarom moet ORS worden gegeven aan patiënten die aan cholera lijden? [MSE (iChandigarh) 2007]
  1. Cholera wordt veroorzaakt door Vibrio cholerae.
  2. Twee symptomen van cholera zijn:
    • overvloedige en pijnloze waterige diarree.
    • spierkrampen.
  3. ORS moet worden gegeven aan patiënten die aan cholera lijden om overmatig verlies van lichaamsvloeistoffen te voorkomen.

Vraag 6.
Waarom worden virussen beschouwd als op de grens tussen levende organismen en niet-levende dingen? [DAV2007]
Antwoord geven:
Virussen kunnen zich niet voortplanten, reageren op veranderingen of energie gebruiken om te groeien. Omdat virussen zich in de gastheercel voortplanten, beschouwen wetenschappers virussen als een schakel tussen levend en niet-levend.

Vraag 7.
Hoe zijn bacteriën gunstig voor ons? [NCT 2006]
Antwoord geven:
Bacteriën zijn nuttig voor ons als:

  • Stikstofbindende bacteriën verhogen de vruchtbaarheid van de bodem.
  • Ze kunnen worden gebruikt om wrongel, alcohol, enz.
  • Ze kunnen organisch materiaal afbreken.

Vraag 8.
Schrijf drie soorten bacteriën op basis van hun vorm. Geef van elk een voorbeeld. [MSE (Chandigarh) 2005]
Antwoord geven:
Drie soorten bacteriën zijn:

  1. Bacillus of staafvormig, bijvoorbeeld Lactobacillus.
  2. Coccus of bolvormig, bijvoorbeeld Streptococcus.
  3. Spirillum of spiraal, bijvoorbeeld Vibrio.

Vraag 9.
(a) Zijn bacteriën planten of dieren? Geef redenen ter ondersteuning van uw antwoord.
(b) Schrijf twee verschillen op tussen autotrofe en heterotrofe bacteriën. [DAV2005]
Antwoord geven:
(a) Bacteriën worden als plant beschouwd vanwege de aanwezigheid van een stijve celwand erin.
(B)

autotrofe bacteriën Heterotrofe bacteriën
(i) Chlorofyl is aanwezig.
(ii) hun eigen voedsel synthetiseren.
(i) Chlorofyl is afwezig.
(ii) Afhankelijk van kant-en-klaar voedsel uit andere bronnen.

Vraag 10.
Hoe brengt een huisvlieg ziektes over? [MSE (Chandigarh) 1999]
Antwoord geven:
Een huisvlieg wordt aangetrokken door afval en uitwerpselen. De schadelijke micro-organismen die aanwezig zijn in uitwerpselen en afval, blijven gemakkelijk plakken aan de fijne reeks lichaamshaar en worden dus overgebracht naar voedsel wanneer ze erop zitten, met als gevolg dat voedsel wordt vergiftigd.

  1. Wat zijn antibiotica?
  2. Hoe worden antibiotica gemaakt?
  3. Noem twee belangrijke antibiotica.
  1. Geneesmiddelen die de ziekteverwekkende micro-organismen doden of de groei ervan stoppen, worden antibiotica genoemd.
  2. De antibiotica worden vervaardigd door het kweken van specifieke micro-organismen.
  3. Twee belangrijke antibiotica zijn tetracycline en bacitracine.

Vraag 12.
Wat gebeurt er als u antibiotica gebruikt als dat niet nodig is?
Antwoord geven:
Als u antibiotica gebruikt wanneer dat niet nodig is, helpt u bacteriën in uw lichaam om er resistentie tegen te ontwikkelen. De volgende keer dat u ziek wordt en deze antibiotica nodig heeft, zijn ze minder effectief.

Vraag 13.
Hoe werkt een vaccin?
Antwoord geven:
Het vaccin zorgt ervoor dat het immuunsysteem van het lichaam antilichamen aanmaakt tegen de ziekteverwekkende microbe in het vaccin. De antilichamen vallen de verzwakte microbe aan en vernietigen deze wanneer deze het lichaam binnenkomt.

Vraag 14.
Hoe wordt verkoudheid verspreid?
Antwoord geven:
Wanneer een persoon die lijdt aan verkoudheid niest, worden fijne druppeltjes vocht die duizenden virussen bevatten die verkoudheid veroorzaken, in de lucht verspreid. De virussen kunnen tijdens het ademen het lichaam van een gezond persoon binnendringen.

Vraag 15.
Hoe kunt u de verspreiding van besmettelijke ziekten voorkomen?
Antwoord geven:
Het is beter om contact met de besmette persoon te vermijden. We moeten afstand houden van besmette personen.

Vraag 16.
Geef de methoden om cholera te voorkomen.
Antwoord geven:
Cholera kan worden voorkomen door:

  • Vaccinatie.
  • Zorgen voor een goede persoonlijke hygiëne.
  • Het consumeren van goed gekookt voedsel en het drinken van gekookt water.

Vraag 17.
Hoe wordt voedsel 'gif'?
Antwoord geven:
Micro-organismen die op ons voedsel groeien, produceren soms giftige stoffen. Deze maken het voedsel giftig en veroorzaken ernstige ziekten en zelfs de dood.

Vraag 18.
Wat gebeurt er als gistpoeder in een suikeroplossing wordt gedaan en een paar uur wordt bewaard? Geef het proces een naam.
Antwoord geven:
Wanneer gistpoeder in suikeroplossing wordt gedaan en enkele uren wordt bewaard, vindt fermentatie plaats. De suiker wordt door gist omgezet in alcohol en dit proces staat bekend als fermentatie.

NCERT-oplossingen voor Klasse 8 Wetenschap Hoofdstuk 2 – 5 Markeer vragen en antwoorden

Vraag 1.
Beschrijf de stikstofcyclus met behulp van een overzichtelijk en gelabeld diagram. [MSE (Chandigarh) 2005, 2007]
Antwoord geven:

Vraag 2.
Schrijf 10 regels over het nut van micro-organismen in ons leven. [NCERT]
Antwoord geven:
Micro-organismen zijn op de volgende manieren nuttig in ons leven:

  • Bacteriën veroorzaken het verval van dode planten en dieren.
  • Stikstofbindende bacteriën zetten de atmosferische stikstof om in nitraten.
  • Bacteriën worden gebruikt bij de productie van azijn, kwark, kaas, enz.
  • Bacteriën worden gebruikt in rioolwaterzuiveringsinstallaties.
  • Wetenschappers hebben manieren ontdekt om bacteriën te veranderen zodat ze waardevolle medische, landbouw- en industriële producten produceren.

Vraag 3.
Schrijf een korte paragraaf over de schade veroorzaakt door micro-organismen. [NCERT]
Antwoord geven:

  • Micro-organismen veroorzaken ziekten bij mensen, planten en dieren.
  • Micro-organismen bederven voedsel en veroorzaken voedselvergiftiging.

Vraag 4.
Hoe kunnen we de verspreiding van malaria of dengue beheersen?
Antwoord geven:
Alle muggen broeden in het water. Door de omgeving schoon en droog te houden, kunnen we dus voorkomen dat muggen zich voortplanten. We mogen geen water laten ophopen in koelboxen, bloempotten, enz. We moeten 's avonds en 's nachts overhemden met wijde mouwen dragen. We kunnen ook muggenwerende crèmes en muskietennetten gebruiken.

NCERT-oplossingen voor Klasse 8 Wetenschap Hoofdstuk 2 MCQ's

Vraag 1.
Micro-organismen die de kenmerken van levende en niet-levende organismen vertonen, staan ​​bekend als:
(a) bacteriën
(b) virus
(c) algen
(d) schimmels
Antwoord geven:
(B)

Vraag 2.
Een persoon gebeten door een hond krijgt
(a) malaria
(b) tetanus
(c) tyfus
(d) hondsdolheid
Antwoord geven:
(NS)

Vraag 3.
Amoebendysenterie wordt overgedragen door
(a) niezen
(b) het gebruik van verontreinigd water
(c) direct contact
(d) wond
Antwoord geven:
(B)

Vraag 4.
Miltvuur bij runderen wordt veroorzaakt door:
(a) schimmels
(b) virus
(c) bacteriën
(d) algen
Antwoord geven:
(C)

Vraag 5.
Smut van rijst wordt veroorzaakt door:
(een virus
(b) protozoa
(c) schimmels
(d) bacteriën
Antwoord geven:
(C)

Vraag 6.
Tarwe, maïs en haver worden geconserveerd door
(a) gebruik van suiker en zout
(b) pasteurisatie
(c) drogen
(d) het gebruik van chemische conserveermiddelen
Antwoord geven:
(C)

Vraag 7.
Jam en gelei worden geconserveerd door
(a) drogen
(b) het gebruik van chemische conserveermiddelen
(c) het gebruik van azijnzuur
(d) het gebruik van warmte- en koudebehandelingen
Antwoord geven:
(B)

Vraag 8.
Pasteurisatie is de methode die wordt gebruikt voor het bewaren
(melk
(b) jam
(c) augurken
(d) granen
Antwoord geven:
(een)

Vraag 9.
Fermentatie is het proces dat wordt gebruikt voor het maken van
(a) wrongel
(b) kaas
(c) idlis
(d) chappati's
Antwoord geven:
(C)


Geschiedenis van de microbiologie

Tijdens de 16e eeuw

  • 1546 Voorafgaand aan de uitvinding van de microscoop, werd de studie van de microbiologie gepionierd door: Girolamo Fracastoro toen hij de theorie van besmettelijke ziekten voorstelde [3] .

Tijdens de 17e eeuw

  • Begin 17e eeuw Het debat over Spontane Generatie (theorie die geloofde dat het leven zich ontwikkelde uit niet-levend materiaal) begon.
  • jaren 1660 Francesco Redi toonde aan dat maden het gevolg zijn van vliegen die eieren leggen op rottend vlees en niet door spontane generatie [3].
  • 1665 De allereerste microscoop werd uitgevonden door Robert Hooke. Hierdoor was Robert Hooke de eerste die een cel van dichtbij had bekeken en publiceerde hij zijn beschrijving in zijn. Echter, Hooke's waarnemingen toonden geen kenmerken van de kern en andere organellen die gewoonlijk in de meeste levende cellen worden aangetroffen [ 4] .
  • 1674 Met behulp van een microscoop was Anton van Leeuwenhoek getuige van een levende cel.

Tijdens de 18e eeuw

  • 1740 tot 1776 Het debat over spontane generatie ging door. John Needham en Lazzaro Spallanzani voerden experimenten uit met spontane generatie.

Tijdens de 19e eeuw

  • Bron: Wikimedia
  • 1861 Louis Pasteur introduceerde de termen "aëroob" en "anaëroob" bij het beschrijven van de groei van gist ten koste van suiker in aanwezigheid of afwezigheid van zuurstof. Hij merkte op dat er meer alcohol werd geproduceerd in afwezigheid van zuurstof wanneer suiker wordt gefermenteerd. Het fenomeen werd later het Pasteur-effect genoemd.
    De termen “biogenese” (leven komt alleen voort uit reeds bestaand leven) en “abiogenesis” (leven komt van niet-levende materialen, en wat voorheen spontane generatie werd genoemd) zoals gebruikt door Huxley in deze toespraak, zijn de standaardtermen geworden voor de bespreking van hoe het leven is ontstaan ​​[2] .
  • 1875 In de publicatie Ueber Bakterien, besprak Ferdinand Cohn de rol van micro-organismen bij het rangschikken van elementen in de natuur. In 1875 publiceerde Cohn voor het eerst een vroege classificatie van bacteriën, met behulp van de geslachtsnaam, Bacil [2] .
  • 1877 John Tyndall publiceerde een methode voor fractionele sterilisatie en verduidelijkt de rol van hittebestendige factoren (sporen) bij bederf. melkzuurfermentatie van melk werd ontdekt door Joseph Lister, zijn onderzoek werd uitgevoerd met behulp van de allereerste methode die was ontwikkeld voor de isolatie van een zuivere kweek van een bacterie [5] .
  • 1885 Dit is de doorbraak voor het vestigen van bescherming tegen ziekte door de inoculatie van een verzwakte stam van de veroorzaker. Louis Pasteur ontwikkelde de “dempingvan een virulente ziekteverwekker, de verwekker van kippencholera. Pasteur gebruikte het woord “verzwakt” betekent “verzwakt“. Zoals Pasteur erkende, kwam het concept voor het eerst voort uit het succes van Jenner bij de pokkenvaccinatie.
  • 1881 In zijn boek, Methoden voor de studie van pathogene organismen, beschreef Robert Koch zijn succes met gestolde kweekmedia. De kleurstof methyleenblauw werd gebruikt bij bacteriologische kleuring [2]. Het gebruik van agar als stollingsmiddel bij de bereiding van vaste media werd voor het eerst gedaan. Vanwege zijn vermogen om weerstand te bieden spijsvertering door bacteriële enzymen en om vast te blijven bij temperaturen tot 100 graden Celsius, verving het al snel gelatine als een stollingsmiddel voor groeiende bacteriën.
  • 1882 Robert Koch geïsoleerd Mycobacterium tuberculosis, de bacterie die tuberculose veroorzaakt. De zoektocht naar de tuberculosebacil was moeilijker dan de zoektocht naar de oorzaak van miltvuur. Het concept van fagocytose werd ontdekt wanneer bepaalde lichaamscellen naar de gebieden gaan waar ze de neiging hebben om bacteriën te “eten” of “consumeren” andere deeltjes [3] .Het proces van het kleuren van bacteriën (Gram-kleuring) met relevante kleurstoffen om hun structuren te onthullen met het oog op identificatie, werd ontwikkeld door Hans Christian Gram. Niet lang daarna wordt het onderscheid gecorreleerd met andere structurele en biochemische verschillen.vergif” werd gebruikt door Pasteur. Desondanks had hij geen idee van het infectiemechanisme van het organisme. Er werd ontdekt dat antilichamen verantwoordelijk zijn voor immuniteit.

De 20e eeuw tot nu

  • begin 1900 , Microbiële groeifactor, of de noodzakelijke vereisten voor bacteriegroei, werd ontdekt. Omgevingsfactoren die de groei beïnvloeden en bronnen van metabole energie zijn voorbeelden van microbiële groeifactor [5].
  • 1915 Bacteriofaag werd ontdekt. ​​Het proces van het analyseren van watermonsters van coliformen met behulp van de Most Probable Number en Multiple-tube fermentatietest werd geïntroduceerd [1]. Het verschil tussen bacteriën en virussen werd vastgesteld. Dit resulteerde in de opkomst van de virologie als een deelgebied van de microbiologie.
  • />1928 Frederick Griffith ontdekte bacteriële transformatie en dit legde de basis voor moleculaire genetica.


Bekijk de video: #10 Diffusie (December 2021).