无还原剂生物合成银纳米粒子功能化细菌纳米纤维素复合材料：基于耐银中间醋酸杆菌的栽培与后处理一体化策略

　　本研究创新性地利用耐银中间醋酸杆菌（Acetobacter intermedius）G7菌株，通过原位栽培与碱性后处理的双相生物合成策略，实现了无化学还原剂参与的银纳米粒子（SNP）功能化细菌纳米纤维素（BNC）复合材料制备。该复合材料具备超小尺寸SNP（~3.2 nm）、高溶胀性、持久保湿性和广谱抗菌活性（MIC ≤5 μg/mL），为绿色可持续制备功能性生物医用材料提供了新范式。

　　

Highlight

本研究首次利用耐银中间醋酸杆菌（Acetobacter intermedius）G7，通过栽培阶段银离子原位还原与碱性后处理相结合的双相生物合成策略，实现了完全由微生物和内源生物聚合物驱动的银纳米粒子（SNP）功能化细菌纳米纤维素（BNC）复合材料制备，无需任何外部还原剂。

Bacteria strain and culture conditions

本研究采用的A. intermedius G7是一株从腐败葡萄渣中分离得到的新型耐银菌株，现存于本实验室微生物培养物保藏库。该菌株可同时产生细菌纳米纤维素（BNC）和乙酰聚糖（acetan）。除特别说明外，菌株均在Hestrin–Schramm（HS）培养基中进行培养，培养基组成包括：2%葡萄糖、0.5%蛋白胨、0.5%酵母提取物、0.675% Na₂HPO₄·12H₂O和0.15%柠檬酸一水合物，初始pH调至5.0。

Selection of AgNO₃ concentration for in situ biosynthesis of BNC–SNP composites

为确定BNC-SNP复合材料原位生物合成的最佳Ag⁺浓度，我们在HS培养基中添加不同浓度的AgNO₃对A. intermedius G7进行培养。如图1所示，当AgNO₃浓度达到0.04 mM时，BNC产量仍保持较高水平，表明在此浓度下Ag⁺离子的抑制效应极小。然而从0.06 mM开始出现浓度依赖性的BNC产量下降，当浓度≥0.08 mM时产量显著降低。在0.10 mM AgNO₃条件下，BNC合成几乎完全抑制，表明该浓度对菌株具有强毒性。基于这些结果，我们选择0.04 mM作为后续实验的AgNO₃工作浓度，该条件可在维持BNC产量的同时实现银纳米粒子的有效合成。

Conclusion

本研究开发了一种无还原剂的双步微生物策略，利用耐银A. intermedius G7菌株制备多功能BNC-SNP复合材料。原位SNP形成由分泌的乙酰聚糖和蛋白质介导完成，后续碱性处理进一步增强了晶体性并确保纳米粒子在BNC基质中的均匀嵌入。所得复合材料展现出广谱抗菌活性、高保湿性、机械柔韧性和优异的细胞相容性，为开发新一代抗菌伤口敷料提供了有前景的绿色制造平台。