Microorganisms as efficient biosystem for the synthesis of metal nanoparticles: current scenario and future possibilities

Abstract

Nanoparticles, the elementary structures of nanotechnology, are important materials for fundamental studies and variety of applications. The different sizes and shapes of these materials exhibit unique physical and chemical properties than their bulk materials. There is a great interest in obtaining well-dispersed, ultrafine, and uniform nanoparticles to delineate and utilize their distinct properties. Nanoparticle synthesis can be achieved through a wide range of materials utilizing a number of methods including physical, chemical, and biological processes with various precursors from liquids and solids. There is a growing need to prepare environmentally friendly nanoparticles that do not produce toxic wastes in their process synthesis protocol. This kind of synthesis can be achieved by green environment benign processes, which happen to be mostly of a biological nature. Microorganisms are one of the most attractive and simple sources for the synthesis of different types of nanoparticles. This review is an attempt to provide the up-to-date information on current status of nanoparticle synthesis by different types of microorganisms such as fungi, yeast, bacteria, cyanobacteria, actinomycete, and algae. The probable biosynthesis mechanism and conditions for size/shape control are described. Various applications of microbially synthesized nanoparticles are summarized. They include antibacterial, antifungal, anticancer, larvicidal, medical imaging, biosensor, and catalytic applications. Finally, limitations and future prospects for specific research are discussed.

Microbial recovery of metallic nanoparticles from industrial wastes and their environmental applications

“…Yet, nanomaterial synthesis protocols of some chemical and physical methods involve the use of toxic chemicals and hence the generation of residues, which have also been associated with toxic effects. 2,3 In consequence, there has been much interest in the development of reliable, nontoxic, clean and environmentally friendly methods and protocols for the synthesis of NPs, which is reflected in the emergence of biological methods as an alternative to conventional approaches. Currently, several microorganisms and plant extracts have been explored for their ability to produce NPs.…”

“…Hatchikian's media (3) 7.8, 30 ∘ C (4) 35 days (5) anaerobic (6) 20 mL of 10 6 cells mL −1 LS4 might be releasing various enzymes in the media for governing the bioreduction process to synthesize Fe Late log-phase cultures (2) modified freshwater medium…”

Nanopartículas Sintetizadas por Bacterias Antárticas y sus Posibles Mecanismos de Síntesis

“…Una característica esencial de las nanopartículas es que al tener tamaños tan pequeños modifican las propiedades físicas, químicas y biológi-cas de las partículas, y a la vez modifican las reglas de la mecánica cuántica, las cuales determinan el comportamiento de la materia y la luz a nivel atómico y sub atómico, ocasionando que tengan propiedades ópticas, eléctricas y magnéti-cas que difieren sustancialmente de partículas más grandes de un mismo elemento (Dowling et al, 2004), incluyendo partí-culas ultrafinas de metales, óxidos metálicos, no metales y cerámicas (Kirthi et al). Es por eso que las nanopartículas tienen una diversidad de aplicaciones, las cuales dependen de su tamaño, forma y estabilidad (Salunke et al, 2016).…”

“…Una característica esencial de las nanopartículas es que al tener tamaños tan pequeños modifican las propiedades físicas, químicas y biológi-cas de las partículas, y a la vez modifican las reglas de la mecánica cuántica, las cuales determinan el comportamiento de la materia y la luz a nivel atómico y sub atómico, ocasionando que tengan propiedades ópticas, eléctricas y magnéti-cas que difieren sustancialmente de partículas más grandes de un mismo elemento (Dowling et al, 2004), incluyendo partí-culas ultrafinas de metales, óxidos metálicos, no metales y cerámicas (Kirthi et al). Es por eso que las nanopartículas tienen una diversidad de aplicaciones, las cuales dependen de su tamaño, forma y estabilidad (Salunke et al, 2016).En medicina, las nanopartículas se han utilizado para el mejoramiento en el diagnóstico y tratamiento de enfermedades, y también, en el marcaje de biomoléculas (Fadeel & Garcia-Bennett, 2010). Uno de los principales usos en el área médica, se refieren a la utilización de las nanopartículas en la administración de fármacos, en los cuales éstas funcionan como transportadores, que han podido ser dirigidos, y tienen la ventaja de poder desplazarse sin mayor dificultad a través de la sangre y tejidos para llegar finalmente a la célula blanco.…”

Biosynthesis of graphene‐metal nanocomposites using plant extract and their biological activities

“…Metallic nanoparticles have fascinated researchers for over a century and are now widely utilized due to their extraordinary properties and diverse applications in different fields of science and engineering . Nanoscale analogs are being explored owing to their unusual functional attributes quite unlike bulk materials.…”