链霉菌碱性蛋白酶介导的废弃X光片中纳米银的高效酶法回收及其工业应用潜力

这篇研究报道了从印度Muthupettai红树林分离的耐盐链霉菌(Streptomyces sp.)VITGS4菌株，其产生的碱性蛋白酶(470 U·mL?1)经RSM优化后产量提升至282 U·mL?1。该蛋白酶在pH 8和45°C条件下表现最佳活性，成功从X光片中回收726 mg银浆(含537 μg·mL?1纳米银)，SEM/EDX证实获得粒径89.94 nm、zeta电位-26.35 mV的稳定纳米颗粒。研究为医疗废弃物资源化提供了绿色解决方案。

　　

1. 引言
纳米银因其1-100 nm的粒径、高比表面积及抗菌特性，在医疗设备和水处理等领域应用广泛。废弃X光片含1-2%银卤化物，传统火法/湿法回收工艺存在高污染、高成本等问题。本研究探索利用海洋放线菌蛋白酶降解X光片明胶层实现银回收的绿色工艺。

2. 材料与方法
从印度Tamil Nadu红树林采集沉积物样本，通过含12% NaCl的淀粉酪蛋白培养基分离到17株耐盐放线菌。其中VITGS4菌株经多相分类鉴定为链霉菌属，其蛋白酶产量达470 U·mL^?1。采用Box-Behnken设计优化发现：5.5%酪蛋白、pH 7.5、培养9.5天时酶活提升至282 U·mL^?1。

3. 结果
3.1 酶特性
50%丙酮沉淀获得30 kDa蛋白酶，HPLC显示纯度单一。酶动力学参数：K_m 0.347 μM，V_max 3.167 μM·min^?1。PMSF强烈抑制证实为丝氨酸蛋白酶，Zn²⁺使其活性提升95%。

3.2 银回收
处理2×3 cm X光片10分钟后，重量减少0.73 g。UV检测435 nm特征峰，AAS定量银浓度4.018 mg·L^?1。SEM显示纳米颗粒占样品2.2%，DLS测定粒径86.94 nm，zeta电位-26 mV证实稳定性。

4. 讨论
相比真菌蛋白酶需数小时降解，该酶在10分钟内完成银回收。其耐碱(pH 8-9)、耐热(45-65°C)特性优于枯草芽孢杆菌蛋白酶。研究首次报道海洋链霉菌蛋白酶在电子废弃物回收中的应用，2.2%的银回收率虽低于化学法，但环境友好优势显著。

5. 结论
该耐盐链霉菌蛋白酶可实现医疗废弃物中银的高效绿色回收，未来可通过基因改造进一步提升产量。稳定的纳米银产物在抗菌敷料、工业催化剂等领域具应用潜力。