Les nanoparticules ont pris une importance considérable dans le début du 21e siècle en raison de l'expansion de l'industrie de la nanotechnologie, et beaucoup de recherches ont été consacrés à la recherche de méthodes bon marché, pratique et sécuritaire de la production. La biosynthèse des nanoparticules - la production de nanoparticules par des organismes vivants ou de matériaux d'origine biologique - est une voie qui montre beaucoup de promesse. Il y a un certain nombre de types de biosynthèse qui peuvent être utilisées - par exemple, les nanoparticules peuvent être synthétisés en utilisant des bactéries vivantes ou des champignons, ou en utilisant des extraits de plantes. Ces techniques peuvent offrir des avantages par rapport aux méthodes traditionnelles de synthèse de nanoparticules, car ils sont respectueux de l'environnement, ne peut avoir lieu autour de la température ambiante ou inférieure, et nécessitent une intervention peu ou apport d'énergie. Les organismes impliqués sont généralement facilement cultivées dans des milieux organiques simples, sont une ressource renouvelable, et peuvent généralement être simplement à faire leur travail.
Il est connu depuis longtemps que les divers organismes pourraient synthétiser des particules inorganiques, y compris la silice et le carbonate de calcium, ou de la craie. De nombreux microorganismes sont capables de réduire des ions métalliques en métal. Certaines bactéries peuvent produire un matériau magnétique par la réduction de composés de fer, comprenant des nanoparticules magnétiques dans les corps connus comme magnétosomes dans leurs cellules. L'intérêt pour ces activités microbiennes a conduit à la mise au point de technologies conçues pour permettre la biosynthèse des nanoparticules.
Les nanoparticules d'argent et l'or sont d'un intérêt particulier, car ils ont un large éventail d'applications possibles, et l'objectif principal de la recherche dans la biosynthèse des nanoparticules a été mis sur ces métaux. Bien que les métaux dans leurs formes les plus familiers ne sont pas très réactifs, ils sont - comme de nombreuses substances - beaucoup plus réactif sous forme de nanoparticules. Ceci est largement dû à la surface beaucoup plus élevé par rapport au volume. Les nanoparticules d'argent et d'or peuvent être utilisés comme catalyseurs, des agents antibactériens, les systèmes de délivrance de médicaments, traitements anticancéreux et dans le suivi des produits biochimiques diverses.
Un certain nombre de types de bactéries ont été utilisés avec succès dans la biosynthèse des nanoparticules. Cela peut se faire à la fois intracellulaire - à l'intérieur de cellules vivantes - et extracellulaire - à l'extérieur des cellules. Une souche de la bactérie Escherichia coli facilement disponible a été trouvée pour produire des nanoparticules d'argent intracellulaires et extracellulaires quand une solution de nitrate d'argent (AgNO3) est ajoutée à son milieu de croissance. Un certain nombre d'autres bactéries, y compris les cyanobactéries, peuvent également produire des nanoparticules d'argent de nitrate d'argent. On pense que les bactéries utilisent l'anion nitrate (NO3-) comme source d'azote, laissant l'argent métallique.
Les nanoparticules d'or ont été synthétisés par les bactéries du solubles dans l'eau d'or de chlore composés connus sous le nom chloroaurates, qui disposent d'un AuCl4-anion. Un certain nombre de bactéries différentes ont été utilisées avec succès à cette fin et les nanoparticules peuvent être produites à l'intérieur et à l'extérieur des cellules bactériennes. Dans certains cas, la forme des nanoparticules d'or produites peuvent être contrôlées en ajustant le pH du milieu.
Les champignons et les plantes à fleurs ont également été utilisés expérimentalement pour synthétiser des nanoparticules. Préparations à base de plusieurs espèces d'Aspergillus et autres moisissures, ainsi que d'au moins une espèce de champignons comestibles ont été trouvés pour produire des nanoparticules extracellulaires de l'argent et l'or. Extraits d'un certain nombre de plantes à fleurs, dont Aloe vera et Pelargonium graveolens, un type de géranium, ont été observées pour former des nanoparticules d'or et d'argent lors du mélange avec convenables des composés solubles de ces métaux.