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为解决传统银纳米颗粒（AgNPs）合成方法的弊端，研究人员开展了利用海藻相关海洋真菌无细胞滤液（CFFs）合成 AgNPs 的研究。结果表明低渗胁迫下部分真菌 CFFs 可高效合成 AgNPs，为绿色合成提供新途径。
在科技飞速发展的今天，纳米材料领域中银纳米颗粒（Silver nanoparticles，AgNPs）凭借其独特的物理化学特性和广泛的应用前景，成为了众人瞩目的焦点。AgNPs 在 1 - 100nm 的尺寸范围内，拥有特殊的抗菌、抗癌、抗炎等生物活性，在医疗、环保、材料等众多领域都展现出了巨大的潜力。然而，传统的 AgNPs 合成方法，如激光烧蚀、化学还原等，却存在着诸多问题。这些方法不仅成本高昂，而且在合成过程中，尤其是在稳定化步骤，会向环境中释放有害化学物质，对生态环境造成严重威胁。因此，寻找一种更加环保、高效的 AgNPs 合成方法迫在眉睫。
在这样的背景下，生物合成 AgNPs 的方法应运而生，它符合绿色化学的理念，具有简单、可靠、成本效益高、环境友好等诸多优势，能够在温和的反应条件下，大量制备出具有特定尺寸、形态、稳定性和寿命的胶体 AgNPs。真菌作为生物合成的重要参与者，其生物质或无细胞滤液（Cell-free filtrates，CFFs）因其菌丝生长迅速、副产物毒性低、能产生独特代谢物增强 AgNPs 稳定性和产量等特点，成为了合成 AgNPs 的热门选择。
但目前，关于海洋真菌 CFFs 合成 AgNPs 的研究相对较少，尤其是与海藻相关的海洋真菌，并且对于如何获得理想产量、尺寸和稳定性的 AgNPs 的最佳条件也知之甚少。为了填补这些知识空白，来自葡萄牙等多个研究机构的研究人员展开了深入研究，相关成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员采用了多种关键技术方法来开展此项研究。在真菌分离与鉴定方面，从不同海藻宿主上分离海洋内生真菌，通过优化的酚 - 氯仿协议提取基因组 DNA，扩增和测序相关基因进行分子鉴定。对于真菌生长速率测定，在含人工海水和蒸馏水的培养基中培养真菌，测量菌落直径来确定生长速率。AgNPs 的合成与优化则运用响应面法（Response Surface Methodology，RSM）中的 Box - Behnken 实验设计，同时评估多个变量对合成的影响。此外，利用动态光散射（Dynamic light scattering，DLS）、傅里叶变换红外光谱（Fourier Transform Infrared spectroscopy，FTIR）、扫描电子显微镜（Scanning electron microscopy，SEM）和能量色散 X 射线光谱（Energy - Dispersive X - ray spectroscopy，EDX）等技术对合成的 AgNPs 进行表征。
下面来看具体的研究结果。在海洋内生真菌的鉴定中，研究人员成功从海藻中分离出 8 种真菌菌株，并通过分子方法鉴定到种水平，它们均属于子囊菌门（Ascomycota）。在低渗条件对真菌生长的影响方面，研究发现除 Exophiala mesophila 因生长模式不规则未计算生长速率外，其他 7 种真菌中有 5 种在生长速率上存在显著差异，多数真菌在有盐条件下生长更快，但 Purpureocillium lilacinum 则相反，同时部分真菌还出现了色素沉着或形态变化。
在 AgNPs 生物合成及反应优化研究中，研究人员使用 4 种不同的 CFFs 进行 RSM 优化实验，建立了多个模型。综合实验结果确定了 AgNPs 生物合成的最佳条件：pH 为 10、温度 100℃、反应时间 105min、AgNO3浓度 1.5mM、CFF 浓度 40%（v/v）。在此条件下，16 种 CFFs 中有 8 种合成 AgNPs 的能力有限或无合成能力，而在蒸馏水中培养的真菌产生的 CFFs 在合成 AgNPs 方面表现更优，因此选取 5 种最佳的蒸馏水培养真菌 CFFs 进行进一步表征。
在 AgNPs 的表征方面，通过 UV - Vis 光谱分析发现，不同 CFFs 合成的 AgNPs 在相对浓度和理论粒径上存在差异，如 Emericellopsis maritima 在蒸馏水中培养的 CFF（E. maritima DW CFF）合成的 AgNPs 相对浓度最高。DLS 分析显示，不同样品的颗粒尺寸频率不同，Aspergillus fructus 在蒸馏水中培养的 CFF（A. fructus DW CFF）合成的颗粒平均尺寸最小，而 P. lilacinum DW CFF 合成的颗粒平均尺寸最大；同时，各样品的多分散指数（Polydispersity index，PdI）也不同，反映出颗粒尺寸分布的均匀程度。ζ - 电位分析表明，所有合成的 AgNPs 稳定性良好（ζ - 电位均低于 - 20mV）。FTIR 分析检测到可能参与 AgNPs 合成和封端的化学基团，但不同样品的峰有所差异。SEM 观察到 AgNPs 具有多种形状，且不同 CFFs 合成的 AgNPs 在密度和聚集状态上存在差异，EDX 分析则证实了纳米颗粒中银的存在。
研究结论与讨论部分指出，所有鉴定的真菌物种均属于子囊菌门，部分物种为首次报道作为海藻内生菌，体现了它们的代谢多样性和环境适应性。优化的反应条件显著影响 AgNPs 的合成，其中 pH、温度和AgNO3浓度影响较大。低渗条件对真菌生长和 AgNPs 合成有不同影响，部分真菌在低渗胁迫下更有利于 AgNPs 的合成，但也有部分真菌即使在低渗条件下也无法还原银离子。此外，研究还强调了 AgNPs 纯化的重要性，并指出进一步分析 CFFs 的化学成分有助于揭示参与 AgNPs 合成的生物分子。
总的来说，这项研究成功证明了海藻相关海洋真菌 CFFs 在合成 AgNPs 方面的巨大潜力，尤其是在低渗条件下培养的真菌。优化后的合成条件能够提高 AgNPs 的相对浓度、减小粒径并保证稳定性。这些绿色合成的 AgNPs 在医疗、纺织、文化遗产保护等领域具有潜在的应用价值。该研究为 AgNPs 的绿色合成提供了新的思路和方法，为相关领域的发展奠定了重要基础，同时也为后续探索不同应激条件对真菌合成纳米颗粒的影响指明了方向。
