[发明专利]生物-无机组装系统及制备方法、降解有机污染物的方法

说明书

本发明属于纳米生物技术领域，具体涉及一种生物‑无机组装系统及制备方法、降解有机污染物的方法。本发明所提供的生物‑无机组装系统，包括：硫化银纳米颗粒，以及表面展示有无机结合肽的微生物；无机结合肽特异性吸附结合硫化银纳米颗粒；编码无机结合肽的基因片段包括SEQ ID No.1所示核苷酸序列。既然提高了硫化银无机半导体材料与微生物的生物相容性，又有效改善了硫化银纳米材料的光催化活性，可应用于有机污染物的光催化降解。

技术领域

本发明属于纳米生物技术领域，具体涉及一种生物-无机组装系统及制备方法、降解有机污染物的方法。

背景技术

随着工业化程度的加深和人口的迅速增长，现存的有机污染物数量庞大，对有机污染物的不当处理会导致多种严重的环境问题，因而，如何低成本、安全有效地降解有机污染物使其转化为无害产物已成为世界性难题。其中，提供一种有效、可再生和绿色安全的降解催化剂，是解决这一难题的关键。

α-Ag₂S是一种窄带隙的半导体材料，在近红外II区域(1000-1700nm，NIR-II)显示出优异的荧光，因其超低毒性、高稳定性、低成本和良好的生物相容性而备受关注。与大多数金属硫化物无机半导体材料一样，Ag₂S也具有一定的光催化性能，可应用于有机污染物的降解处理。然而，由于受到反应动力性和热力学等因素的影响，Ag₂S等无机半导体材料仍然需要在苛刻条件下通过复杂的化学合成路线进行合成，在合成过程中容易产生二次污染，限制了Ag₂S等无机半导体材料的生物应用。近年来，部分研究者提出利用分子仿生学的方法进行无机半导体材料的成核和生长，Stupp等实现了在肽纳米纤维上实现有序的银纳米粒子阵列的成核和生长。但是，由于Ag₂S属于外源金属材料，其与环境微生物的生物相容性差，光催化性能一般，仍需进一步改进。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种生物-无机组装系统，旨在进一步提高Ag₂S的光催化性能，为有效降解有机污染物提供了一个绿色、安全有效且生物相容的途径。

本发明的另一目的在于提供上述生物-无机组装系统的制备方法。

本发明的又一目的在于提供一种光催化剂。

本发明的再一目的在于提供一种降解有机物污染物的方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供了下述技术方案：

一种生物-无机组装系统，包括：硫化银纳米颗粒，以及表面展示有无机结合肽的微生物；

所述无机结合肽特异性吸附结合所述硫化银纳米颗粒；

编码所述无机结合肽的基因片段包括SEQ ID No.1所示核苷酸序列。

本发明提供的生物-无机组装系统，通过无机结合肽介导将硫化银纳米颗粒粘附到微生物表面，该无机结合肽由包括SEQ ID No.1所示核苷酸序列的基因片段编码形成，对硫化银纳米颗粒的银原子具有高度亲和力，特异性吸附结合硫化银纳米颗粒，提高了硫化银无机半导体材料与微生物的生物相容性，并有效改善了硫化银纳米材料的光催化活性，可应用于有机污染物的光催化降解。

相应的，一种上述生物-无机组装系统的制备方法，包括以下步骤：

提供微生物以及编码无机结合肽的基因片段，所述编码无机结合肽的基因片段包括SEQ ID No.1所示核苷酸序列；利用微生物表面展示技术将所述编码无机结合肽的基因片段表达于所述微生物表面，制备表面展示有无机结合肽的微生物；

提供可溶性银盐和硫化物，将所述可溶性银盐和所述表面展示有无机结合肽的微生物在含水溶液中进行第一孵育，然后调节培养液的pH大于7，加入所述硫化物进行第二孵育，离心，去上清液，获得所述生物-无机组装系统。