综述：金属纳米粒子的生物合成：最新见解与应用

（编辑推荐）本篇综述系统阐述了利用植物提取物、细菌（Bacteria）、真菌（Fungi）等生物源绿色合成铂（Pt）、金（Au）等金属纳米粒子（MNPs）的技术优势，揭示了其在环境修复（如重金属去除）和医学领域（如癌症治疗、药物递送）的创新应用，为纳米技术可持续发展提供了新范式。

　　

生物合成方法：自然界的纳米工厂

传统化学法合成金属纳米粒子（MNPs）常需剧毒还原剂（如NaBH₄）和高能耗物理技术。而生物合成利用植物（如迷迭香多酚）、细菌（如芽孢杆菌Bacillus spp.）、真菌（如曲霉Aspergillus）等生物体内的还原酶和代谢产物，在常温常压下即可将金属离子（Ag⁺、Au³⁺）还原为纳米颗粒。藻类（如绿藻Chlorella）甚至能通过胞外多糖螯合金属，形成尺寸可控的纳米粒子。

机制解析：生物分子的精密调控

植物多酚中的羰基（-C=O）和微生物分泌的电子传递蛋白（如NADH依赖型还原酶）共同参与金属离子还原。真菌菌丝体形成的三维网络可自然限域纳米颗粒生长，避免化学法常见的团聚问题。酵母（如酿酒酵母S. cerevisiae）则通过金属硫蛋白（MTs）调控金纳米棒（AuNRs）的纵横比，这种生物导向的形貌控制远超传统技术的精确度。

应用突破：从实验室到现实需求

• 环境领域：生物合成的铁纳米粒子（FeNPs）可高效吸附水中砷（As³⁺），其表面羟基（-OH）与重金属的配位能力是化学合成材料的2.3倍
• 肿瘤治疗：植物源银纳米粒子（AgNPs）通过线粒体凋亡通路（Bax/Bcl-2比值上调）选择性杀伤癌细胞，且细胞毒性较化学法降低60%
• 智能递送：真菌合成的金-铂核壳结构（Au@Pt）能响应肿瘤微环境pH值释放药物，在小鼠模型中使靶向效率提升89%

未来挑战与展望

尽管生物合成MNPs的产量已突破克级（如细菌发酵罐生产PdNPs达1.8g/L），但批次稳定性仍是产业化瓶颈。通过合成生物学改造微生物代谢通路（如强化硫还原基因簇），或将成为下一代纳米生物制造的关键。这种"自然启发技术"正重新定义可持续纳米材料的边界。