Marine Mikroorganismen gelten als einer der aktivsten Teile in marinen Ökosystemen. Die Nutzung mariner mikrobieller Ressourcen ist zu einem zentralen Punkt in der marinen Biotechnologie geworden. Besonders die Biosynthese von funktionellen Nanopartikeln mit Regulation mariner Mikroorganismen hat viel Aufmerksamkeit erregt.
Kürzlich hat ein Forschungsteam unter der Leitung von Assoc. Prof. Zhai Xiaofan vom Institut für Ozeanologie der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (IOCAS) berichtete in Zusammenarbeit mit Prof. Tang Xuexi von der Ocean University of China (OUC) über einen kolorimetrischen Sensor auf Basis von Zinkphosphathydrat-Nanoblättern (SA@ZnPNS).
Die Studie wurde veröffentlicht in Kolloide und Oberflächen B: Biointerfaces am 6. März.
Die Forscher schlugen eine neuartige Biosynthesestrategie von SA@ZnPNS unter Verwendung von Shewanella-Algen vor, die effizient, umweltfreundlich und kostengünstig war. SA@ZnPNS wurde durch zwei wichtige Parameter, den pH-Wert und die Vorläuferkonzentration, charakterisiert und optimiert. SA@ZnPNS zeigte eine ausgezeichnete Peroxidase-ähnliche Aktivität, die H2O2 zu ·OH katalysieren und dann 3,3,’5,5′-Tetramethylbenzidin (TMB) in den Oxidationszustand umwandeln kann, was eine Farbvariation zu Blau verursacht.
Basierend auf den Eigenschaften von SA@ZnPNS wurde eine schnelle kolorimetrische Methode für die quantitative Analyse von Dopamin (DA) vorgeschlagen. Der Detektionsmechanismus wurde geklärt, da DA quantitativ ·OH verbrauchte und eine hellblaue Farbe des Reaktionssystems verursachte. Der lineare Bereich der DA-Erkennung lag bei 0,1–40 μM und die Nachweisgrenze bei 0,083 μM. „Die kolorimetrische Methode zeigte einen großen Nachweisbereich, eine niedrige Nachweisgrenze, eine relativ gute Entstörung und eine hervorragende Leistung beim Nachweis tatsächlicher Serumproben“, sagte Assoc. Prof. Zhai.
„Unsere Forschung bietet eine neuartige, umweltfreundliche, sichere und nachhaltige Strategie für Bio-Nanopartikel, die im Bereich der Biosensorik angewendet werden“, sagte Yang Jing, Erstautor der Studie.
„Neuartige Strategien zur Biosynthese von Nanopartikeln sind ein aufstrebendes, offenes Forschungsgebiet mit vielen Möglichkeiten. Daher verdienen die Gewinnung von Bio-Nanopartikeln mit hervorragenden Eigenschaften und die Ausweitung von Anwendungen in Photovoltaikzellen, Wasserstoffproduktion, Medizin, Meereskorrosion und -schutz, Landwirtschaft und anderen Bereichen weitere Fortschritte Untersuchung, die auch unsere zukünftigen Forschungsrichtungen sind“, fügte Assoc. Prof. Zhai.
Mehr Informationen:
Jing Yang et al, Peroxidase-ähnliche Phosphathydrat-Nanoblätter, die von einem marinen Shewanella-Algenstamm biosynthetisiert wurden, für den hochempfindlichen Dopaminnachweis, Kolloide und Oberflächen B: Biointerfaces (2023). DOI: 10.1016/j.colsurfb.2023.113248