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Intracellular biosynthesis of PbS quantum dots using Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853: evaluation of antibacterial effects and DNA cleavage activities
World Journal of Microbiology and Biotechnology ( IF 4.1 ) Pub Date : 2020-09-05 , DOI: 10.1007/s11274-020-02917-z
Necip Öcal 1, 2 , Ahmet Ceylan 3 , Fatih Duman 1
Affiliation  

Bacterial biosynthesis of quantum dots (QDs) offers a green alternative for the production of nanomaterials with superior properties, such as tunable size dependent emission spectra and a long fluorescence lifetime. In this study, we have achieved intracellular production of PbS QDs using Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853. The characterization of these PbS QDS was performed by different techniques, such as Ultraviolet-visible (UV-Vis) spectroscopy, photoluminescence (PL), X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), energy dispersive X-ray analysis (EDX) and particle size analysis (DLS). The obtained results confirmed the synthesis of PbS QDs. The PbS QDs showed absorption peaks at 1088 nm (ultraviolet-visible spectrometry) and a luminescence peak at 1572 nm. In addition, the intracellular biosynthesized PbS QDs showed a particle size in the range 3.47-11.45 nm, which is consistent with DLS and sphere-shaped nanocrystals with good crystallinity and a cubic cristalline structure including pure Pb and S elements. Biosynthesized PbS QDs showed antibacterial activity against Proteus mirabilis ATCC 25933 and Escherichia coli ATCC 25922 from Gram (-) bacteria and Bacillus cereus NRLL B-3008 and Micrococcus luteus ATCC 10240 from Gram (+) bacteria. Besides, these current results obtained from the cleavage studies revealed that PbS QDs do not show DNA cleavage activity. Consequently, the microorganism-based intracellular method allows an economic and environmentally friendly way to obtain PbS QDs with superior optical properties and they have a potential to be used in healthcare applications.

中文翻译:

使用铜绿假单胞菌 ATCC 27853 在细胞内生物合成 PbS 量子点:抗菌效果和 DNA 裂解活性的评价

量子点 (QD) 的细菌生物合成为生产具有卓越性能的纳米材料提供了一种绿色替代方案,例如可调的尺寸相关发射光谱和长荧光寿命。在这项研究中,我们使用铜绿假单胞菌 ATCC 27853 实现了 PbS QD 的细胞内生产。这些 PbS QDS 的表征是通过不同的技术进行的,如紫外-可见 (UV-Vis) 光谱、光致发光 (PL)、X 射线衍射 (XRD)、透射电子显微镜 (TEM)、能量色散 X 射线分析 (EDX) 和粒度分析 (DLS)。所得结果证实了 PbS QD 的合成。PbS QD 在 1088 nm(紫外-可见光谱)显示吸收峰,在 1572 nm 显示发光峰。此外,细胞内生物合成的 PbS QD 的粒径范围为 3.47-11.45 nm,这与 DLS 和球形纳米晶体一致,具有良好的结晶度和立方晶体结构,包括纯 Pb 和 S 元素。生物合成的 PbS QD 对来自革兰氏 (-) 细菌的奇异变形杆菌 ATCC 25933 和大肠杆菌 ATCC 25922 以及来自革兰氏 (+) 细菌的蜡状芽孢杆菌 NRLL B-3008 和藤黄微球菌 ATCC 10240 显示出抗菌活性。此外,从切割研究中获得的这些当前结果表明,PbS QD 不显示 DNA 切割活性。因此,基于微生物的细胞内方法允许以经济和环境友好的方式获得具有优异光学特性的 PbS QD,并且它们具有用于医疗保健应用的潜力。45 nm,这与具有良好结晶度和立方晶体结构的 DLS 和球形纳米晶体一致,包括纯 Pb 和 S 元素。生物合成的 PbS QD 对来自革兰氏 (-) 细菌的奇异变形杆菌 ATCC 25933 和大肠杆菌 ATCC 25922 以及来自革兰氏 (+) 细菌的蜡状芽孢杆菌 NRLL B-3008 和藤黄微球菌 ATCC 10240 显示出抗菌活性。此外,从切割研究中获得的这些当前结果表明,PbS QD 不显示 DNA 切割活性。因此,基于微生物的细胞内方法允许以经济和环境友好的方式获得具有优异光学特性的 PbS QD,并且它们具有用于医疗保健应用的潜力。45 nm,这与具有良好结晶度和立方晶体结构的 DLS 和球形纳米晶体一致,包括纯 Pb 和 S 元素。生物合成的 PbS QD 对来自革兰氏 (-) 细菌的奇异变形杆菌 ATCC 25933 和大肠杆菌 ATCC 25922 以及来自革兰氏 (+) 细菌的蜡状芽孢杆菌 NRLL B-3008 和藤黄微球菌 ATCC 10240 显示出抗菌活性。此外,从切割研究中获得的这些当前结果表明,PbS QD 不显示 DNA 切割活性。因此,基于微生物的细胞内方法允许以经济和环境友好的方式获得具有优异光学特性的 PbS QD,并且它们具有用于医疗保健应用的潜力。这与具有良好结晶度和包含纯 Pb 和 S 元素的立方晶体结构的 DLS 和球形纳米晶体一致。生物合成的 PbS QD 对来自革兰氏 (-) 细菌的奇异变形杆菌 ATCC 25933 和大肠杆菌 ATCC 25922 以及来自革兰氏 (+) 细菌的蜡状芽孢杆菌 NRLL B-3008 和藤黄微球菌 ATCC 10240 显示出抗菌活性。此外,从切割研究中获得的这些当前结果表明,PbS QD 不显示 DNA 切割活性。因此,基于微生物的细胞内方法允许以经济和环境友好的方式获得具有优异光学特性的 PbS QD,并且它们具有用于医疗保健应用的潜力。这与具有良好结晶度和包含纯 Pb 和 S 元素的立方晶体结构的 DLS 和球形纳米晶体一致。生物合成的 PbS QD 对来自革兰氏 (-) 细菌的奇异变形杆菌 ATCC 25933 和大肠杆菌 ATCC 25922 以及来自革兰氏 (+) 细菌的蜡状芽孢杆菌 NRLL B-3008 和藤黄微球菌 ATCC 10240 显示出抗菌活性。此外,从切割研究中获得的这些当前结果表明,PbS QD 不显示 DNA 切割活性。因此,基于微生物的细胞内方法允许以经济和环境友好的方式获得具有优异光学特性的 PbS QD,并且它们具有用于医疗保健应用的潜力。生物合成的 PbS QD 对来自革兰氏 (-) 细菌的奇异变形杆菌 ATCC 25933 和大肠杆菌 ATCC 25922 以及来自革兰氏 (+) 细菌的蜡状芽孢杆菌 NRLL B-3008 和藤黄微球菌 ATCC 10240 显示出抗菌活性。此外,从切割研究中获得的这些当前结果表明,PbS QD 不显示 DNA 切割活性。因此,基于微生物的细胞内方法允许以经济和环境友好的方式获得具有优异光学特性的 PbS QD,并且它们具有用于医疗保健应用的潜力。生物合成的 PbS QD 对来自革兰氏 (-) 细菌的奇异变形杆菌 ATCC 25933 和大肠杆菌 ATCC 25922 以及来自革兰氏 (+) 细菌的蜡状芽孢杆菌 NRLL B-3008 和藤黄微球菌 ATCC 10240 显示出抗菌活性。此外,从切割研究中获得的这些当前结果表明,PbS QD 不显示 DNA 切割活性。因此,基于微生物的细胞内方法允许以经济和环境友好的方式获得具有优异光学特性的 PbS QD,并且它们具有用于医疗保健应用的潜力。
更新日期:2020-09-05
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