[发明专利]一种基于苏云金芽孢杆菌的纳米氧化锌复合材料及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种基于苏云金芽孢杆菌的纳米氧化锌复合材料及其制备方法与应用。其制备方法步骤如下：（1）培养苏云金芽孢杆菌(Bacillus thuringiensis，简称Bt)；（2）制备Bt稀释液；（3）利用Bt合成氧化锌纳米复合材料：将锌盐溶液添加入步骤（2）Bt稀释液进行转化，通过调整菌液浓度、醋酸锌浓度、转化温度、时间、反应体系pH等影响因素，最终获得纳米氧化锌复合材料Bt‑ZnO NPs。本发明制备方法具有操作过程简单、绿色无污染、反应条件温和、易操作等特点，并且制备的材料粒径均匀、分散性好、抗虫性好等优点。

技术领域

本发明涉及生物材料领域，具体涉及一种基于苏云金芽孢杆菌的纳米氧化锌复合材料及其制备方法与应用。

背景技术

氧化锌纳米颗粒（ZnO NPs）具有抗菌，抗真菌，紫外线过滤特性，高催化活性和光化学活性，因此被广泛使用，成为近年来的热门发展材料之一。传统上，制备ZnO NPs材料多是物理或化学方法，生产工艺成熟易于工业化生产，但是存在工艺流程复杂、成本较高且伴随着环境污染、操作风险较高等问题。在此情况下，生物合成纳米材料得到蓬勃发展。生物合成纳米材料技术是指利用天然材料如微生物酶，多糖和可生物降解的聚合物来合成NPs。其中，利用微生物合成纳米材料已显示出巨大的潜力，得到广泛关注。

目前研究已发现，可以用来制备纳米氧化锌材料的微生物有乳杆菌属（ Lactobacillus）、酵母菌（ Yeast）、枯草芽孢杆菌（ Bacillus subtilis）、苏云金芽孢杆菌( Bacillus thuringiensis，简称Bt)、绿脓杆菌（ Pseudomonas aeruginosa）等。其中，Bt是近年来应用最广的微生物杀虫剂，其分泌的Cry蛋白对鳞翅目、鞘翅目、膜翅目等害虫有较高的毒性，然而昆虫已表现出较高抗性，给这种微生物杀虫剂的应用带来了挑战。为了保护这种生物杀虫剂资源，利用Bt合成金属氧化物如氧化锌纳米材料是非常有效的渠道之一，并且合成的纳米氧化锌复合材料即Bt-ZnO NPs较传统纳米氧化锌杀虫效果好。Bt-ZnO NPs在害虫防治领域表现出广阔的发展前景。但是在制备、实际应用等方面仍不完善，关于制备过程的技术优化，不同条件下得出的 Bt-ZnO NPs 的产量、性质差异等还有空缺，所以在Bt-ZnO NPs 制备仍需在已有研究的基础上继续讨论分析。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于苏云金芽孢杆菌( Bacillus thuringiensis，以下简称“Bt”)的纳米氧化锌复合材料（Bt-ZnO NPs）及其制备方法与应用，该方法制备的纳米氧化锌复合材料主要有锌(Zn)、氧(O)、碳(C)等元素构成，粒型为六方纤锌矿结构，粒径为19-25 nm，带负电，分散性好且杀虫效果显著；另外，本发明方法过程简单，易操作，且无化学试剂残留。

为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种基于苏云金芽孢杆菌的纳米氧化锌复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，LB液体培养基制备

按照质量比为1：2：200称取酵母提取物、胰蛋白胨和质量分数0.9%氯化钠溶液混合，搅拌至溶解，0.08-0.15 Mpa、115-125℃下，高压灭菌10-30 min，灭菌结束后，冷却至室温，备用；

步骤2，苏云金芽孢杆菌的培养

在无菌条件下，将苏云金芽孢杆菌接种到装有LB液体培养基的培养皿中，并于30-35℃下培养12-48 h，得苏云金芽孢杆菌菌种；