利用植物提取物、真菌滤液和细菌培养物绿色合成金纳米颗粒和银纳米颗粒

摘要

本方案描述了使用植物提取物、真菌滤液和细菌培养物可重复地绿色合成金和银纳米颗粒的方法，并通过紫外-可见光谱法和透射电子显微镜对纳米颗粒进行表征确认。

摘要

利用生物系统进行金属纳米颗粒（NPs）的绿色合成，为传统的化学制备方法提供了一种可持续的替代方案。本实验方案提供了可重复的实验与分析流程，使用细菌培养物、真菌滤液和植物叶片提取物作为还原剂和稳定剂，用于合成金（Au）和银（Ag）纳米颗粒。银纳米颗粒（AgNPs）利用番石榴（Psidium guayaquilensis）、刺状藻（Acanthophora spicifera）和伊尔利菌属（Earliella sp.）的提取物合成，其特征性的紫外-可见光（UV–Vis）吸收峰位于405至425 nm之间，证实了纳米颗粒的形成。采用实验设计方法评估了环境因素对希瓦氏菌（Shewanella oneidensis）和金属抗性雷氏菌（Cupriavidus metallidurans）合成金纳米颗粒的影响，这些因素包括氧气条件、pH值、金浓度、细胞浓度、电子供体类型和温度。在最佳条件（0.2 mM Au，pH 5）下，S. oneidensis主要生成球形金纳米颗粒，平均粒径为43.6 ± 11.0 nm，并在520 nm处出现特征吸收峰。通过紫外-可见光谱和透射电子显微镜对纳米颗粒的形成及形貌进行了确认。该工作流程为生物来源的纳米颗粒合成提供了可重复的平台，支持其在生物传感、生物修复和抗菌技术中的应用。

引言

金属纳米颗粒（NPs）因其具有较大的比表面积，表现出独特的理化性质，包括特殊的电子、磁性和催化行为，以及高反应活性。这些特性推动了其在多个领域的应用，如医学中的疾病诊断和药物递送^1,2,3,4,5,6，化妆品中的防晒配方⁷，电子器件中的晶体管和太阳能电池⁸，环境工程中的水处理^2,9,10，以及农业中的肥料和农药应用^11,12。近年来，相关研究文献数量持续增长，反映出纳米颗粒在各学科领域应用的不断拓展^13,14。

金属纳米颗粒（NPs）的合成方法能够精确调控粒径、形貌和稳定性等关键特性，因此合成过程是决定纳米颗粒性能的关键因素。传统的化学合成方法虽已得到广泛优化，但通常涉及有毒试剂、高能耗以及较高的生产成本^14,15。这些局限性推动了更环保、可持续替代方法的发展。绿色合成方法利用植物提取物^16,17、微生物（包括真菌和细菌）¹⁸以及藻类¹⁹等生物体系作为天然的还原剂和稳定剂。在这些过程中，金属盐被还原为零价态，通过环境友好且成本较低的途径生成纳米颗粒。此外，生物合成的纳米颗粒通常具有良好的生物相容性，有利于其在医学、农业和环境领域的应用^8,14。

选择合适的生物途径进行纳米颗粒（NP）合成取决于预期的应用、可用的基础设施以及操作需求。基于植物的合成通常更适用于快速且低成本的纳米颗粒生产，因为它对无菌操作的要求较低；然而，提取物成分的变异性可能影响实验的可重复性^20,21。真菌介导的合成可提供较高的纳米颗粒产率，并产生胞外酶以增强纳米颗粒的稳定性及下游处理效率，但该方法需要较长的培养周期和可控的生长条件²²。相比之下，细菌系统可在明确的代谢条件下实现可调控的合成，并快速产生生物量，因此适用于机制研究及与纳米颗粒相关的应用²²。然而，细菌合成通常需要严格的无菌操作、受控的生物反应器环境，以及在回收胞内纳米颗粒时进行额外的下游处理步骤^21,22。

尽管具有上述优势，绿色合成方法仍面临可重复性和标准化方面的挑战。此外，关于金属纳米颗粒（NPs）绿色合成的详细可视化分步实验方案仍然有限²³，这限制了研究人员成功重复和实施现有方法的能力。本研究的目标是提供利用植物提取物、真菌滤液和细菌培养物进行金（Au）和银（Ag）纳米颗粒绿色合成的可重复实验方案。具体而言，采用番石榴（Psidium guayaquilensis）和刺状藻（Acanthophora spicifera）的水提物、Earliella sp. 的胞外真菌滤液，以及希瓦氏菌（Shewanella oneidensis）和金属抗性雷氏菌（Cupriavidus metallidurans）细菌体系进行纳米颗粒的合成。所提出的方案重点阐述了生物提取物制备、纳米颗粒合成及初步表征中的关键步骤。此外，该工作流程整合了实验设计、标准化制备程序和在线表征技术，以支持可重复且可优化的生物源纳米颗粒合成。

方案

本研究严格遵循厄瓜多尔海滨高等理工学院（Escuela Superior Politécnica del Litoral，ESPOL）的机构指南进行。本研究所用的植物、藻类和真菌生物量均采自可进入的环境，未涉及保护物种或受限区域。根据机构和国家相关规定，在此类条件下采集自由分布的生物量无需特殊许可。绿色合成银纳米颗粒（AgNPs）和金纳米颗粒（AuNPs）所采用的整合实验流程，详见图1，该流程使用了植物、藻类、真菌及细菌等生物体系。

图1：利用生物系统绿色合成银（Ag）和金（Au）纳米颗粒（NPs）的集成工作流程。 该示意图展示了利用植物、藻类、真菌和细菌系统绿色合成AgNPs和AuNPs的实验工作流程。该流程包括生物来源选择、提取物或生物量制备、与金属前驱体（AgNO₃ 或 HAuCl₄）反应、反应条件控制以及纳米颗粒形成。所用生物系统包括 Psidium guayaquilensis 叶提取物、Acanthophora spicifera 藻类提取物、Earliella sp. 胞外滤液以及 Shewanella oneidensis MR-1 细菌培养物。请点击此处查看该图的放大版本。

注意：操作化学品和生物材料时，请遵循所有机构实验室的安全指南。使用所有试剂前，请查阅其安全数据表。

1. 利用P. guayaquilensis叶片合成AgNPs

1. 叶片采集
   1. 在厄瓜多尔瓜亚斯省瓜亚基尔市（2°10′S，80°0′W）的旱季采集新鲜的 P. guayaquilensis 叶片。
      ​注：该特有物种的凭证标本已保存于厄瓜多尔瓜亚基尔大学自然科学学院的 GUAY 植物标本馆，以及美国纽约植物园（NYBG）STEERE 植物标本馆。更多信息请访问：http://sweetgum.nybg.org/science/vh/specimen-details/?irn=2602207
2. 叶片提取物的制备
   1. 用蒸馏水彻底清洗新鲜植物材料。
      注：确保完全去除表面杂质。
   2. 将叶片置于强制通风的托盘干燥器中，在 40°C 下干燥。
      注：较低的干燥温度可最大限度减少参与 Ag⁺ 还原的热敏性有机化合物的降解。
   3. 使用手动研磨机将干燥材料研磨成细粉。
   4. 将 10 g 粉末材料悬浮于 200 mL 蒸馏水中。
   5. 在 70°C 下持续搅拌加热悬浮液 1 小时。
   6. 让提取物冷却至室温（RT，约 28°C）。
   7. 通过定性滤纸（1 号，孔径 11 µm，直径 110 mm）在减压条件下过滤提取物。
      注：去除植物材料中的所有固体残留物。
   8. 将过滤后的提取物储存在琥珀色瓶中，置于 4°C 下，以备后续使用。
3. 利用叶片提取物合成植物源性 AgNPs
   注：在优化实验中，每次实验仅改变一个参数，其余参数保持恒定。考察硝酸银（AgNO₃）浓度（1–5 mM）、提取物体积分数（10%–50% v/v）、反应时间（0.5–1 h）和温度（25°C–80°C）的影响。采用基于中心复合设计（DoE）的响应面法优化合成参数。每个因素设置五个水平（-α、-1、0、+1 和 +α）。以表面等离子体共振（SPR）峰波长（λ_SPR）作为响应变量，该波长与纳米颗粒（NP）尺寸相关²⁴。实验设计包括 16 个析因点、8 个轴向点和 5 个中心点重复，共进行 29 次实验。
   1. 通过将适量 AgNO₃ 溶解于蒸馏水中，配制浓度为 1 至 5 mM 的 AgNO₃ 溶液。
      ​警告：AgNO₃ 具有腐蚀性，是一种强氧化剂，可能引起皮肤和眼睛刺激。操作时应穿戴适当个人防护装备，包括手套和护目用具。避免光照，并根据机构安全指南处理含银废弃物。
   2. 将 AgNO₃ 溶液与植物提取物混合，使提取物体积分数达到 10% 至 50%（v/v）。
   3. 在选定温度（25°C–80°C）下加热并搅拌反应混合物，持续所需反应时间（0.5–1 h）。
   4. 将反应混合物在室温下静置 24 小时。
   5. 在室温下以 1660 × g 离心 15 分钟，弃去上清液，收集固体部分。
   6. 将回收的纳米颗粒在 60°C 烘箱中干燥。

2. 利用A. spicifera藻类提取物合成AgNPs

1. 藻类采集
   1. 在厄瓜多尔圣埃琳娜省瓦尔迪维亚（1°57′23.91′′S, 80°43′51.33′′W）采集A. spicifera藻类。
2. 藻类提取物的制备
   1. 按照步骤1.2所述方法制备藻类提取物，将植物叶片替换为A. spicifera藻类生物量。
3. 利用藻类提取物合成植物源性AgNPs
   ​注：通过每次改变一个参数而保持其余参数不变的方式进行12组实验。考察AgNO₃浓度（1–5 mM）、提取物体积分数（5%–25% v/v）、反应时间（1–4 h）和温度（25°C–70°C）的影响。
   1. 按照步骤1.3.1和2.2所述方法配制AgNO₃溶液和藻类提取物。
   2. 将AgNO₃溶液与藻类提取物混合，使提取物体积分数达到5%–25%（v/v）。在选定温度（25°C–70°C）下加热并搅拌反应混合物，反应时间为1–4 h。
   3. 将溶液在室温下冷却24 h。离心后收集固体部分，并按照步骤1.3.5和1.3.6所述方法在烘箱中干燥。

3. 利用Earliella sp. 合成银纳米颗粒

1. 菌种培养与保藏
   1. 将处于活跃生长期的Earliella sp. 菌丝片段转移至马铃薯葡萄糖琼脂（PDA）平板上。
      注：本研究所用真菌菌株分离自厄瓜多尔ESPOL校园内采集的环境样品。该分离株基于形态学特征进行分类学鉴定，并保藏于厄瓜多尔生物技术研究中心（CIBE, ESPOL）菌种保藏库中，内部编号为E2。由于该菌株保存于机构内部保藏库，尚未提交至国际保藏机构，因此无RRID或外部登录号。
   2. 将平板置于28°C条件下培养48小时。
   3. 取一块菌丝片段接种至马铃薯葡萄糖液体培养基（PDB）中，在150 rpm恒定振荡条件下培养5天。
      注：此步骤可促进菌体生物量积累及胞外代谢产物的分泌。
   4. 将真菌培养液经无菌滤纸过滤，以分离菌丝体生物量与胞外培养液。收集滤液用于后续纳米颗粒合成。
      注：胞外培养液中含有在AgNP合成过程中起还原和稳定作用的生物分子。
2. 真菌源性AgNPs的制备
   注：通过在每次实验中仅改变一个参数，同时保持真菌培养液与AgNO₃溶液之间的体积比恒定，共设置14种实验条件。考察AgNO₃浓度（1–10 mM）、pH值（4–10，使用HCl或NaOH调节）、反应时间（1–4小时）和温度（25°C–70°C）的影响。
   ​警告：盐酸（HCl）和氢氧化钠（NaOH）具有强腐蚀性。操作时应穿戴适当的个人防护装备，并在持续搅拌下缓慢调节pH值，以避免飞溅和局部过热。pH调节时使用1 M的酸或碱溶液。
   1. 将真菌胞外培养液与AgNO₃溶液按所需浓度（1–10 mM）混合，体积比控制在2.5%至10%（v/v），最终反应体积为50 mL。根据所测试的实验条件相应调整最终反应体积。
   2. 将反应混合物在选定温度（25°C–70°C）下搅拌反应指定时间（1–4小时）。随后让溶液在室温下冷却24小时。离心收集固相组分，并按照步骤1.3.5和1.3.6所述方法在烘箱中干燥。

4. 利用 C. metallidurans 和 S. oneidensis 合成金纳米颗粒

1. 菌种培养与保藏
   1. 在有氧条件下，将保存于 −80°C、含 20% 甘油的 C. metallidurans CH34 或 S. oneidensis MR-1 冻存菌种接种至胰蛋白胨大豆琼脂平板上。于 28°C 培养 24 小时。
   2. 从每块平板上挑取单个菌落，接种至 250 mL 胰蛋白胨大豆液体培养基中，于有氧条件下培养。将培养物置于 28°C 摇床中，以 120 rpm 振荡培养。
   3. 培养 72 小时后，在菌体进入稳定期（610 nm 处光密度值（OD₆₁₀）约为 1 时）收集菌体。于约 20°C 条件下，以 10000 × g 离心 10 分钟。
   4. 用无菌 0.9%（w/v）NaCl 溶液将收集的菌体沉淀洗涤两次。将洗涤后的菌体重悬并浓缩至 OD₆₁₀ 值约为 7。
   5. 通过脱气并用 N₂ 气体填充顶空，制备无氧浓缩菌悬液。
2. 细菌合成金纳米颗粒（AuNPs）的制备
   注：采用部分因子实验矩阵评估环境因素对 AuNP 合成的影响²⁵。根据前期研究^26,27，选择 7 个因素的两个水平构建实验矩阵。将实验安排在正交矩阵中，并随机化实验顺序以最小化试验组合偏差。最终实验顺序见表 1。
   1. 将三水合氯金酸（HAuCl₄）溶于去离子水中，配制浓度为 5 g L⁻¹ 的储备液。
      警告：HAuCl₄ 具有毒性且为强氧化剂。所有操作均应在经认证的化学通风橱内进行，并穿戴适当的个人防护装备，包括实验服、手套和护目镜。避免与有机物接触，并根据机构危险废物处理规程处置废弃物。
   2. 通过将储备液用 0.9%（w/v）NaCl 溶液稀释至目标浓度，并根据表 1所列实验条件调节 pH 值，制备实验反应器。
   3. 将 50 mL 配制好的金属溶液分装至洁净的 120 mL 血清瓶中。立即用丁基橡胶塞密封每个瓶子。
   4. 使用铝制压盖和手持压盖器固定橡胶塞。将密封的血清瓶在 121°C 下高压灭菌 21 分钟以进行灭菌。
   5. 让瓶子冷却至室温，并目视检查每个瓶子是否存在沉淀。
      ​注：若发现可见沉淀，应弃去该瓶并重新制备反应器。
   6. 无氧条件的建立
      1. 将每个灭菌后的血清瓶连接至配备高纯度氮气（N₂）源和真空泵的气体歧管系统。
      2. 根据表 1要求，对需要无氧条件的每个反应器执行 21 次连续吹扫循环，以建立无氧顶空。每次循环中，先抽真空，然后通入氮气约 30 秒，直至内部压力恢复至约大气压（~1 atm）。
         注：无需直接验证无氧状态；但必要时可采用顶空气体分析（如气相色谱法）确认氧气是否被去除。
         ​警告：氮气可置换氧气，在密闭空间中可能导致窒息风险。使用前应确保实验室通风良好，并检查气体管路连接是否牢固。
      3. 最后一次吹扫循环后，保持反应器内维持轻微正压的 N₂ 环境。
      4. 根据实验顺序对反应器编号 1–8。例如，将第五个实验条件标记为 R5。
   7. 电子供体添加与接种
      1. 使用无菌注射器和针头，根据表 1向指定反应器的液相中注入所需体积的无菌无氧液体电子供体溶液（如乳酸钠）。
      2. 使用气密注射器，向指定反应器的顶空中注入所需体积的气态电子供体（如 H₂）。
      3. 通过无菌操作，向所有生物反应器的液相中注入所需体积的浓缩无氧微生物菌种。
         ​注：接种前将浓缩菌种储存于 4°C 以维持细胞活性。
   8. 对照实验的设置
      1. 制备非生物对照：按照步骤 4.2 所述全部操作进行，但将微生物接种物替换为等体积的无菌无氧培养基或缓冲液。
      2. 制备灭活细胞对照：按照步骤 4.2 所述全部操作进行，但使用经高压灭菌处理的接种物。
         ​注：使用这些对照以排除非生物金属还原和生物吸附的影响。通过在 121°C 高压灭菌 21 分钟灭活活菌菌种，以评估活性微生物机制的贡献。
   9. 培养与反应时间
      1. 将所有血清瓶置于温控培养箱中。
      2. 根据表 1规定的实验条件调节培养温度。
      3. 将培养箱置于摇床平台上，以 120 rpm 振荡培养反应器。
      4. 让反应持续进行 72 小时。
         注：培养结束后暂停实验，将血清瓶于 4°C 临时储存，直至进行样品处理。
         注：可选地，可在纳米颗粒生物合成后采用电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）定量残留的溶解态金属，以评估金属去除效率，并区分纳米颗粒形成与残留溶解态金属物种。
3. 最优条件的重复验证
   1. 在初步筛选和数据分析后，确定与最大金属去除率相关的反应器条件。
   2. 在三个独立的反应瓶中重复该最优条件，以验证可重复性。
   3. 按照步骤 4.1 和 4.2 所述，进行三组平行验证实验的准备、反应器设置和培养操作。
      注：实验完成后，将所有溶解液临时储存并标记为液态废物，待由认证的废物处理公司根据国家《环境有机物管理条例》及机构技术指南进行处置。

反应器 / 细菌	温度 (°C)	气氛	电子供体	光密度 (OD610)	pH	[金] (mM)
1 / CMC	37	N2	H2	0.5	1	2
2 / CMC	28	N2	C3H5O3−	1	1	0.2
3 / SOM	37	O2	C3H5O3−	0.5	1	0.2
4 / CMC	28	O2	H2	1	1	2
5 / SOM	37	N2	H2	1	5	0.2
6 / CMC	37	O2	C3H5O3−	1	5	2
7 / SOM	28	N2	C3H5O3−	0.5	5	2
8 / CMC	28	O2	H2	0.5	5	0.2

表1：用于细菌合成金纳米颗粒的分式阶乘实验设计。 该表格总结了使用S. oneidensis MR-1 (SOM) 或 C. metallidurans CH34 (CMC) 合成金纳米颗粒（AuNP）所评估的实验条件。变量包括培养温度、顶空气氛、电子供体、接种液光密度（OD₆₁₀）、溶液pH值以及初始Au³⁺浓度。

5. AgNPs 和 AuNPs 的表征

注意：采用紫外-可见（UV-Vis）光谱法，通过表面等离子体共振确认纳米颗粒的形成，这是一种简便易行的方法。采用透射电子显微镜（TEM）直接评估纳米颗粒的形貌和尺寸。当需要更全面的表征时，可结合动态光散射（DLS）、X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外（FTIR）光谱和能谱仪（EDS）等互补技术，进一步评估粒径分布、结晶性、表面化学性质和元素组成^28,29。

1. 紫外-可见光谱法
   1. 仪器设置
      1. 打开紫外-可见分光光度计，并让仪器预热至少15分钟，以确保信号稳定。
      2. 选择光谱扫描模式，并将波长范围设置为300至800 nm，数据间隔为1 nm。
2. 样品制备
   1. 收集新合成的AgNP或AuNP悬浮液的等分试样。必要时用蒸馏水稀释样品，以保持吸光度值在线性检测范围内。
3. 纳米颗粒的紫外-可见光谱测量
   1. 使用蒸馏水作为空白溶液进行基线校正。
   2. 将制备好的样品转移至比色皿中，放入样品池架，记录300–800 nm范围内的紫外-可见光谱。
   3. 识别对应于纳米颗粒形成的表面等离子体共振（SPR）吸收带。
      注：AgNP的SPR吸收带通常出现在405至425 nm之间，而AuNP的SPR吸收带一般位于520至550 nm之间。
4. 透射电子显微镜观察
   注：使用在80 kV下运行并配备高分辨率数字相机的透射电子显微镜分析纳米颗粒的形貌和尺寸。
   1. 将1.5 mL纳米颗粒悬浮液转移至离心管中，在室温下以5000 × g离心5分钟。
   2. 弃去上清液，保留沉淀。
   3. 向沉淀中加入1 mL固定液，其中含4%多聚甲醛和5%戊二醛，溶于0.1 M二甲胂酸钠缓冲液中。室温孵育25小时。然后用0.1 M二甲胂酸钠缓冲液过夜洗涤沉淀。
   4. 以5000 × g离心样品5分钟，弃去上清液。
   5. 加入1 mL 1% (w/v) 四氧化锇（OsO₄）溶液（溶于0.1 M二甲胂酸钠缓冲液）固定3小时。
      警告：OsO₄具有高毒性和挥发性。所有操作必须在经认证的化学通风橱内进行，并穿戴适当的个人防护装备，包括实验服、手套和护目镜。
   6. 以5000 × g离心样品5分钟，弃去上清液。
   7. 使用梯度乙醇系列对样品进行脱水处理。加入50%乙醇，孵育15分钟。依次重复使用70%和90%乙醇。最后用无水乙醇连续处理三次，每次孵育30分钟，完成彻底脱水。
   8. 根据制造商说明书，在室温下将沉淀包埋于环氧树脂中。
   9. 制备半薄切片（约1 µm），并用甲苯胺蓝染色以进行初步观察。
   10. 使用金刚石刀切割超薄切片（约60 nm），并依次用醋酸铀和柠檬酸铅染色。
   11. 将切片置于透射电子显微镜载网上，装入透射电子显微镜中。
   12. 采集透射电子显微镜图像，用于评估纳米颗粒的形貌和尺寸。

结果

通过使用不同的生物还原剂，采用绿色和生物合成方法成功合成了AgNPs，并为每种方法确定了理想的合成条件。在P. guayaquilensis叶片提取物介导的绿色合成中，最佳条件包括：AgNO₃浓度为5 mM，提取物与金属溶液的体积比为25%（v/v），反应温度为80°C，振荡反应60分钟后静置24小时。在此条件下，紫外-可见光谱显示在416至425 nm范围内出现一个清晰的表面等离子体共振（SPR）吸收峰，表明成功形成了纳米颗粒并形成了稳定的胶体分散体系（图2A）。透射电子显微镜（TEM）证实，所合成的AgNPs主要呈准球形，平均粒径为24 ± 7.5 nm，粒径分布相对较窄（图3A），表明植物提取物中的植物化学成分有效介导了还原与稳定过程。这些结果与先前报道的植物介导AgNPs合成研究一致，其中416–425 nm范围内的SPR吸收峰通常与球形或椭圆形纳米颗粒形貌相关¹⁴。

讨论

在可行性、纳米颗粒尺寸控制、操作成本、可重复性及整体工艺效率等方面比较所评估的合成路线时，利用P. guayaquilensis叶片提取物的植物介导合成法在所研究的AgNP合成方法中表现出最理想的综合优势。该方案通过系统优化和直接显微表征，实现了对纳米颗粒尺寸的更好控制，同时在温和条件下操作，无需长时间的生物培养。此外，该方法在可重复的实验条件下能够形成相对均一的AgNPs。利用A. spicifera的藻类介导合成法是一种成本较低且具有潜在可扩展性的替代方案；然而，根据现有的表征数据，该路线对纳米颗粒尺寸分布的控制能力相对较弱，可能限制其在需要高度均一纳米结构的应用中的使用。相比之下，利用Earliella sp.的真菌介导合成法虽表现出较强的还原能力和可扩展潜力，但由于需要真菌培养、处理时间较长以及真菌生长相关的生物变异性，导致操作复杂性增加，可能影响实验方案的标准化^29,30。总体而言，综合考虑纳米颗粒产率、可重复性、经济成本、操作简便性以及获得相对更小且更均一...

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
无水乙醇	默克	E7023	透射电镜脱水流程
铝制压接密封盖	Dwk Wheaton	224178-01	用于血清瓶
琥珀色玻璃瓶	杜兰	2180154	避光保存
ATR-FTIR光谱仪	赛默飞世尔科技	Nicolet iS10	光谱范围：300–3600 cm-1
高压灭菌	山本	SM300	121℃灭菌 °C
丁基橡胶塞	Dwk Kimble	73827-21	气密密封
离心	BIOBASE	BKC-TH20RL	台式离心机
三水合氯金酸（HAuCl4）·3H2O	Sigma-Aldrich	27988-77-8	金前体
金刚石刀	Aurion	Dyatom 45	超薄透射电镜切片
蒸馏水或去离子水	Methrom	N/A	溶液配制
环氧树脂（EMBED 812/Epon）	Aurion	EMBED 812	TEM包埋介质
滤纸，定性 Grade 1	默克沃特曼	WHA1001110	孔径：11 µm；直径：110 mm
傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）	赛默飞世尔科技	Nicolet iS10	光谱范围：300–3600 cm-1
气体分配系统	定制构建	N/A	用于清洗循环
气密注射器	Hamilton	1001 RN	1 mL
戊二醛	VWR	219859510	5% 戊二醛，4% 多聚甲醛溶于 0.1 M 二甲胂酸钠缓冲液
甘油	Sigma-Aldrich	G5516	20% 储存液保存
手持式压接钳	生物医学	USYGQ-20Z	血清瓶压盖密封
手动研磨机/研磨器	冠状病毒	L10000	植物生物质研磨
盐酸（HCl）	默克	320331	pH 调节
氢气（H₂）	Linde	工业级	电子供体气体
ICP-OES 系统	Varian	Vista-MPX	金属定量
培养箱	Memmert	SM 400	温度控制培养
实验室烘箱	Barnstead	M100	干燥纳米颗粒
柠檬酸铅	默克	7398	透射电镜染色
硝酸（HNO₃）	化学实验室	CL00.0125	酸试剂
氮气（N2）	Linde	工业级	缺氧条件
四氧化锇（OsO₄）	默克	201030	透射电镜固定
多聚甲醛	VWR	101176-014	5% 戊二醛，4% 多聚甲醛溶于 0.1 M 二甲胂酸钠缓冲液
马铃薯葡萄糖琼脂（PDA）	默克	110130	真菌培养
马铃薯葡萄糖肉汤（PDB）	默克	P6685	微生物培养基
旋转摇床	JoanLab	OS-20Pro	在可控振荡条件下孵育
血清瓶（120 mL）	Wheaton	223748	硼硅酸盐玻璃
硝酸银（AgNO₃）	Sigma-Aldrich	209139	ACS试剂， ≥99.0%
二甲胂酸钠缓冲液	VWR	11650	5% 戊二醛，4% 多聚甲醛溶于 0.1 M 二甲胂酸钠缓冲液
氯化钠（NaCl）	卡尔·罗斯	3957.1	0.9% 洗涤液
氢氧化钠（NaOH）	Sigma-Aldrich	S5881	pH 调节
乳酸钠	Sigma-Aldrich	L7022	电子供体/碳源
无菌注射器和针头	BD	各种	无菌液体操作
搅拌加热板	Biologix	01-310X	加热与搅拌
甲苯胺蓝	EMS	DcU-10	半薄切片染色
透射电子显微镜（TEM）	FEI	Tecnai Spirit Twin G20	配备高分辨率数码相机
强制通风托盘式干燥器	手工制作	N/A	40℃下生物质干燥 °C
胰蛋白胨大豆琼脂（TSA）	Oxoid	CM01301	微生物培养基
胰蛋白胨大豆肉汤（TSB）	卡尔·罗斯	X938.1	微生物培养基
醋酸铀酰	Sigma-Aldrich	94260 Fluka	透射电镜染色
紫外–可见光分光光度计	赛默飞世尔科技	Genesys 10S	紫外–可见光光谱分析
真空泵	KNF 或同等产品	N 820 G	对于厌氧条件
<强>生物材料
生物材料	来源	标识符	评论/描述
Acanthophora spicifera	本地采集	N/A	海洋藻类生物量
Cupriavidus metallidurans CH34	SCK-CEN	LMG 1195	细菌菌株
Earliella scabrosa	CIBE-ESPOL	E2	机构真菌保藏中心
Psidium guayaquilensis	局部采集	N/A	野生植物生物量
Shewanella oneidensis MR-1	BCCM/LMG	LMG 19005	模式菌株培养物