生物合成锌纳米颗粒的绿色策略：Achromobacter sp. S4与Pseudomonas sp. S6的抗菌与环境修复应用

本研究针对传统纳米颗粒合成方法的高污染问题，开发了基于Achromobacter sp. S4和Pseudomonas sp. S6的生物合成技术，成功制备出单相ZnS NPs（14.1-29 nm）和混合相ZnS-ZnO NPs（3.93-43.9 nm）。通过优化pH（S4:8.0碱性；S6:4.7酸性）等参数，获得球形和棒状纳米颗粒，其抗菌测试显示对Klebsiella pneumoniae和Staphylococcus epidermidis的抑制率优于常规抗生素（100μg/ml），污泥处理中25μg/ml ZnS-ZnO NPs即显著抑制微生物生长。该研究为绿色纳米材料在医疗和环境领域的应用提供了新策略。

　　

在抗生素耐药性危机和环境污染物治理需求的双重压力下，纳米材料领域正迫切寻求更安全、可持续的解决方案。传统化学法合成的金属纳米颗粒往往伴随有毒副产物和高能耗问题，而锌基纳米颗粒（ZnNPs）因其独特的抗菌性能和生物相容性成为研究热点。然而，如何实现ZnNPs的绿色合成并拓展其应用场景，仍是当前研究的瓶颈。

针对这一挑战，来自埃及的研究团队在《Microbial Cell Factories》发表了一项创新研究。他们从芒果和桃树根际土壤中分离出Achromobacter sp. S4和Pseudomonas sp. S6两种菌株，通过微生物介导的生物合成途径，成功制备出两种功能各异的锌纳米颗粒。这项研究不仅建立了pH依赖的菌株特异性合成体系（S4偏好pH8.0碱性环境，S6适应pH4.7酸性条件），更通过混合相纳米材料的设计，实现了抗菌与环境修复性能的协同提升。

研究采用多学科交叉的技术路线：通过透射电镜（TEM）表征纳米颗粒形貌，能量色散X射线光谱（EDX）分析元素组成，X射线衍射（XRD）确定晶体结构，傅里叶变换红外光谱（FTIR）解析表面官能团。抗菌实验采用琼脂扩散法测试6种病原体，污泥处理通过OD₆₀₀监测微生物生长抑制。

研究结果揭示：

1. 形态控制：TEM显示S4合成的ZnS NPs呈均匀球形（14.1-29 nm），而S6产物为棒状ZnS-ZnO NPs（3.93-43.9 nm），这种差异源于菌株代谢特性与合成pH的协同作用。

1. 结构验证：XRD证实S4产物为立方晶系ZnS（JCPDS 05-0566），而S6产物包含六方ZnO（JCPDS 36-1451）与立方ZnS的混合相，EDX检测到Zn、S、O特征峰，FTIR发现蛋白质C=O（1639 cm^-1）和Zn-S键（449 cm^-1）信号，表明生物分子参与颗粒稳定。

2. 抗菌性能：剂量实验显示100μg/ml ZnS NPs对Klebsiella pneumoniae抑制效果显著，ZnS-ZnO NPs则对Staphylococcus epidermidis更具针对性，其作用机制涉及活性氧（ROS）生成与膜结构破坏。

1. 环境应用：污泥处理中25μg/ml ZnS-ZnO NPs即实现48小时内微生物生长抑制率达峰值，展现其在废水处理中的成本优势。

这项研究的突破性在于：首次报道Achromobacter sp.介导的纯相ZnS NPs生物合成，并揭示混合相ZnS-ZnO NPs的协同抗菌机制。通过菌株特异性优化（如S6在低盐LB培养基中吸光度达1.0714），建立了可放大的绿色合成工艺。其成果不仅为抗耐药菌感染提供了新武器，更将纳米技术应用拓展至联合国可持续发展目标（SDG 6）关注的水处理领域，实现了"一石二鸟"的科研价值。未来研究可进一步探索这些生物源纳米颗粒在伤口敷料、食品包装等场景的应用潜力。