Зелёный синтез металлических наночастиц и их перспективные биотехнологические применения: обзор

Зелёный синтез наночастиц с использованием живых клеток — перспективный и новый подход в бионанотехнологии. Химические и физические методы синтеза наночастиц существуют, однако биологические методы предпочтительнее благодаря их экологичности, безопасности, низкой стоимости, простоте и высокой эффективности при получении продукта высокой чистоты и выхода. Для зелёного синтеза наночастиц не требуются высокое давление или температура, а применение токсичных и опасных веществ, а также внешних восстановителей, стабилизаторов и кэппирующих агентов исключается. Внутриклеточный или внеклеточный биосинтез наночастиц возможен с участием различных биологических объектов, включая бактерии, грибы, дрожжи, водоросли, актиномицеты и растительные экстракты. В последнее время используют многочисленные методы для повышения выхода наночастиц с различными размерами, формой и стабильностью. Различные механические, оптические, магнитные и химические свойства наночастиц связаны с их формой, размером, поверхностным зарядом и площадью поверхности. Обнаружение и характеристика биосинтезированных наночастиц выполняются с помощью различных методов, таких как УФ-видимая спектроскопия, ИК-Фурье спектроскопия, просвечивающая электронная микроскопия, сканирующая электронная микроскопия, атомно-силовая микроскопия, динамическое рассеяние света, рентгеновская дифракция, анализ дзета-потенциала и др. Наночастицы, синтезированные зелёным методом, могут быть включены в различные биотехнологические направления как антимикробные, противоопухолевые и антиоксидантные агенты; как средство контроля фитопатогенов; как фактор биоремедиации; а также используются в пищевой и текстильной промышленности, умном сельском хозяйстве и очистке сточных вод. В этом обзоре рассматриваются биологические объекты, которые могут быть использованы для зелёного синтеза наночастиц, и перспективы их биотехнологического применения.