摘要

生物合成納米顆粒已被廣泛探索作為物理和化學方法的可持續替代方案。然而，目前大多數方法都基于完整的微生物細胞或粗提的植物提取物，這導致了可重復性不足、生物分子干擾以及機制解釋和放大過程中的困難。在這篇綜述中，我們介紹了基于微生物分泌組介導的納米技術這一新興且研究不足的方法，該方法將納米顆粒的合成與細胞復雜性分離出來，并保持了生物學的精確性。我們定量分析了微生物分泌組的組成，包括氧化還原酶、胞外蛋白質、肽、多糖和膜衍生的囊泡，并闡明了它們在納米顆粒成核、生長、穩定化和功能化過程中的各自作用。新興的生化和機制證據使我們能夠直接理解分泌組的組成如何影響納米顆粒的形態、表面化學性質和生物活性，從而超越了僅針對特定生物體的研究結果。值得注意的是，我們通過將這種合成方法與全細胞技術和植物提取物技術進行比較和對比，對其進行了批判性評估，強調了其具體優勢，包括：批次間可重復性的提高、多糖和生物量污染的減少、對顆粒大小和形狀的更好控制、毒性風險的降低，以及下游加工和放大過程的可行性增強。文中還提到了一些新興方法，如分泌組分離、受組學啟發的分泌組工程以及囊泡介導的納米遞送，這些方法為開發可調性和應用特定的納米材料提供了方向。總體而言，這篇綜述為基于微生物分泌組介導的納米技術提供了機制上的解釋和實際應用的路線圖，它不應被視為綠色合成的簡單延伸，而是一個具有巨大潛力的可控生物納米工程平臺，可在醫療、農業和環境凈化領域發揮重要作用。

圖形摘要

生物合成納米顆粒已被廣泛探索作為物理和化學方法的可持續替代方案。然而，目前大多數方法都基于完整的微生物細胞或粗提的植物提取物，這導致了可重復性不足、生物分子干擾以及機制解釋和放大過程中的困難。在這篇綜述中，我們介紹了基于微生物分泌組介導的納米技術這一新興且研究不足的方法，該方法將納米顆粒的合成與細胞復雜性分離出來，并保持了生物學的精確性。我們定量分析了微生物分泌組的組成，包括氧化還原酶、胞外蛋白質、肽、多糖和膜衍生的囊泡，并闡明了它們在納米顆粒成核、生長、穩定化和功能化過程中的各自作用。新興的生化和機制證據使我們能夠直接理解分泌組的組成如何影響納米顆粒的形態、表面化學性質和生物活性，從而超越了僅針對特定生物體的研究結果。值得注意的是，我們通過將這種合成方法與全細胞技術和植物提取物技術進行比較和對比，對其進行了批判性評估，強調了其具體優勢，包括：批次間可重復性的提高、多糖和生物量污染的減少、對顆粒大小和形狀的更好控制、毒性風險的降低，以及下游加工和放大過程的可行性增強。文中還提到了一些新興方法，如分泌組分離、受組學啟發的分泌組工程以及囊泡介導的納米遞送，這些方法為開發可調性和應用特定的納米材料提供了方向。總體而言，這篇綜述為基于微生物分泌組介導的納米技術提供了機制上的解釋和實際應用的路線圖，它不應被視為綠色合成的簡單延伸，而是一個具有巨大潛力的可控生物納米工程平臺，可在醫療、農業和環境凈化領域發揮重要作用。

圖形摘要