大肠杆菌合成金纳米粒子复合催化剂性能研究
基于Fe3O4@Au复合纳米粒子标记抗体的电化学免疫方法用于水体中大肠杆菌的检测
大肠杆 菌 是一种 寄 生于人 和动 物 肠 道 上 的最 常 见 的 菌群 ，常 随粪 便 进 入地 表 水 中且存 活 时 间较 长 ¨ ．人体 在免 疫力 低下 时 ，由大肠 杆 菌 引起 的感 染 可 引发 多 种 肠 道 疾病 ．国 际上 将 大 肠杆 菌作
为水 体 污染 的指 标性 细 菌 Ｊ ．因此 ，水体 中大 肠杆 菌的检测 对 于保 证公 共 安 全 和环境 卫 生 质量 具 有重
要 意 义．目前 ， 测大 肠杆 菌 的传统 方法 主要 有 多 管 发 酵 法 和平 板计 数 法 等 检
．但 这些 方 法存 在 操
作 过程 复杂 及培 养 时间长 （ 一般 需 要 ２ ４ ｈ以上 ） 缺点 ．因此 ， 展快 速 、 敏且 特异性 强 的检测 方法 等 发 灵 已成 为分析 工作 者 的重要 任务 ．近 年 来 ，电化 学 酶 联 免 疫 分 析 由于具 有 灵 敏 度 高 、特 异性 强 等 特 点 ， 在 大肠杆 菌 的检测 应用 中受到关 注 ．在发 展酶 联 免疫分 析技 术 中 ， 物 分 子 的有效 固定及 其 活性 保 生 持 和免疫 结合 物 的信 号放 大是 其 中的关 键 问题 ．由于 纳米 材料 具有 体 积小 及 比表 面积 大 等特 点 ， 利 用纳 米材 料作 为抗 体 的载 体可 进一 步提 高 免疫分 析 方法 的灵 敏度 ． “
米粒 子可 以提 高辣 根 过 氧 化 酶 的负 载 量 ，进 而 增 大 催 化 电流 ，提 高 免 疫 检 测 的 灵 敏 度 ；同 时 抗 体 与
Ｆ ｕ复合 纳米 粒 子反应 后 ， 过磁 场 即可将 其 与游 离 的抗 体 分离 ，避免 ＿离 心分离 等操 作步 骤 ． ｅ Ｏ ＠Ａ 通 ＿ 广 本 文将 电子媒 介体 硫 堇聚 合在 玻碳 电极 （ ｌ ｓ ａｂｎｅ ｃ ｏｅ Ｇ Ｅ） 面 ，以纳米 金作 为 固定 大 Ｇ ａ ｙｃｒｏ ｌ ｔ ｄ ， Ｃ 表 ｓ ｅｒ 肠杆 菌抗 体 的 底 ， 过测 定 辣根过 氧 化酶催 化 底物 中 Ｈ Ｏ 产生 的 电流信 号 ， 通 实现 了水 体 中大肠杆 菌
CTAB包被的不同形态纳米金的制备及其抗菌性能研究
CTAB包被的不同形态纳米金的制备及其抗菌性能研究马亚云;刘梅;李娇;李宣仪;杨宗琪【摘要】本文以CTAB为包被试剂合成了球形、棒状和三角形三种不同形态的纳米金颗粒,研究了它们对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S.aureus)和大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)杀菌性能的差异.通过平板计数法和浊度法;确定了它们对两种菌的最小杀菌浓度(minimum bactericidal concentrations,MBC)和最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentrations,MIC).棒状纳米金、三角形纳米金、球形纳米金对大肠杆菌的MIC分别为0.65 μg/mL、3.71 μg/mL、21.21μg/mL,MBC分别为1.30 μg/mL、11.09 μg/mL、21.21 μg/mL;对金黄色葡萄球菌的MIC分别为0.26μg/mL、0.56 μg/mL、2.65 μg/mL,MBC分别为0.52 μg/mL、1.11 μg/mL、2.65 μg/mL.结果表明无论是对大肠杆菌还是金黄色葡萄球菌,棒状纳米金的杀菌效果均高于其它两种形态,并且三种不同形态的纳米金对金黄色葡萄球菌的杀菌效果均优于大肠杆菌.【期刊名称】《聊城大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2019(032)005【总页数】7页(P64-70)【关键词】纳米金;不同形态;金黄色葡萄球菌;大肠杆菌;抗菌性能【作者】马亚云;刘梅;李娇;李宣仪;杨宗琪【作者单位】陕西师范大学食品工程与营养科学学院,陕西西安710119;陕西师范大学食品工程与营养科学学院,陕西西安710119;陕西师范大学食品工程与营养科学学院,陕西西安710119;陕西师范大学食品工程与营养科学学院,陕西西安710119;陕西师范大学食品工程与营养科学学院,陕西西安710119【正文语种】中文【中图分类】TS207.30 引言食品安全问题已成为当今世界极为关注的公共卫生热点问题，而食源性致病菌是引起食源性疾病的主要原因之一，抗生素的出现在控制这类疾病上发挥了很大作用.然而抗生素的滥用，使得细菌逐渐对传统抗生素产生了耐药性，抗生素耐药性病原体的出现严重危及了人类健康.因此，研究新型、安全、高效的抗菌材料迫在眉睫[1].近年来随着纳米技术的发展，纳米材料的抗菌性研究成为当前研究的一大热点.已报道过的抗菌纳米材料[2]包括纳米化的传统抗菌材料(如纳米化抗生素、纳米化抗菌肽等)、无机金属和金属氧化物纳米颗粒(如金、银、铜、氧化锌等)以及新型表面改性的纳米颗粒.纳米颗粒作为一种新型抗菌药物，被认为具有不同于常规药物的作用机理，与传统抗生素相比，很难诱导细菌产生耐药性，因此成为新型药物研发方向之一，引起了研究人员极大的兴趣[3，4].作为纳米颗粒中极具代表性的金纳米粒子(gold nanoparticles，AuNPs)其应用极其广泛.纳米金以其良好的稳定性、尺寸效应、表面效应、光学效应以及独特的生物亲和性，在催化[5]、生物医学[6]等领域具有广泛的应用.在生物医学领域，“AuNPs”已经成为了一种备受青睐的纳米材料，例如将其广泛应用于生物传感方向[7-9]，药物输送载体[10，11]，不同抗菌药物对纳米金表面进行修饰还可以将其作为一种新型的抗菌药物[3].但是，与得到广泛关注的银纳米粒子的抗菌性能研究相比，对纳米金自身抗菌性能的研究相对较少.2015年Z.Vivian Feng课题组[12]通过在纳米金表面包被不同试剂以获得带不同电荷的纳米金，从而进行抗菌效果的比较，发现负电荷的纳米金基本不具备杀菌效果，而正电荷的纳米金具备杀菌效果，且随着电荷密度的增加，杀菌效果不断增强.2017年，Jelle Penders课题组[13]分别研究了带负电的金纳米微球，金纳米花，金纳米星对金黄色葡萄球菌生长的滞后时间和指数增长率的影响，观察到一种明显的浓度和形状依赖效应.由于形状的变化引起了抗菌效果的显著差异，推测这是由于表面面积较高，表面突起较多，这可能会使金纳米花更容易附着在细菌上，然后使膜破裂，从而导致细胞死亡.十六烷基三甲基溴化铵(Hexadecyl trimethyl ammonium Bromide，CTAB)是合成表面带正电荷的纳米金最为常用的一种包被试剂，同时基于CTAB包被的方法已经被发现可以合成诸如棒、三角形、球形、立方体等众多形状的纳米金[14]，其中棒状、球形、三角形纳米金是稳定性较好、合成方法简单、并且应用较为广泛的典型三种形态的纳米金.基于此我们选择以CTAB为包被剂，表面带正电荷的球形、棒状和三角形三种不同形貌的金纳米颗粒的抗菌活性作为研究对象.本文以CTAB为包被试剂合成了球形、棒状和三角形三种不同形貌的表面带正电荷的纳米金颗粒，并以革兰氏阳性菌中的金黄色葡萄球菌及革兰氏阴性菌中的大肠杆菌为测试菌株，通过平板计数法和浊度法，确定纳米金颗粒对两种菌的最小杀菌浓度和最小抑菌浓度，研究了三种不同形态的正电荷纳米金对测试菌株的抗菌效果，并对其抗菌作用机理进行了探讨.1 实验部分1.1 试剂与仪器氯金酸(HAuCl4)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、硝酸银(AgNO3)、硼氢化钠(NaBH4)、抗坏血酸(AA)、柠檬酸三钠(C6H9Na3O9 )、异丙醇(C3H8O)、无水乙醇(C2H5OH)、氯化钠(NaCl)、碘化钾(KI)、磷酸盐缓冲溶液(PBS)、琼脂粉、脑心浸液培养基(BHI)、肉汤培养基(LB)以上试剂均为市售分析纯，实验用水为超纯水.供试菌株金黄色葡萄球菌(CICC 10384)、大肠杆菌(K12)均购于中国工业微生物菌种保藏管理中心.LDZX-30 KBS立式压力蒸汽灭菌器，上海申安医疗器械厂；YT-CJ-2 D型超净工作台，北京亚泰科隆仪器技术有限公司；DH 4000 II电热恒温培养箱，天津市泰勒斯仪器有限公司；PB-10 Satorius Basic pH Meter，北京赛多利斯科学仪器有限公司；ZD-85 A双功能恒温气浴摇床，江苏省金坛市友联仪器研究所；HC-3018 R高速冷冻离心机，科大创新股份有限公司中海分公司；DF-101 S集热式恒温加热磁力搅拌器，巩义市予华仪器有限责任公司；UV-1800型紫外-可见光谱仪，日本日立公司；JEM-2100型透射电子显微镜，日本 Jeol 公司；Cannon 500 D数码相机，佳能有限责任公司.1.2 纳米金的制备1.2.1 球形纳米金的制备.根据文献[15],在20 mL HAuCl4(2.5×10-4 M)溶液中加入0.0015 g柠檬酸三钠搅拌使柠檬酸三钠浓度为2.5×10-4 M，再加入0.6 mL 冰水配置的NaBH4溶液(0.1 M)，溶液立刻变为粉色，再继续搅拌2-5 h，作为种子液.在200 mL HAuCl4 (2.5×10-4 M)溶液中加入6 g CTAB使CTAB浓度为0.08 M，在45 ℃条件下加热直至溶液变为橘色，冷却至室温，作为生长液待用(注意：若形成结晶则慢慢地用温和的温度溶解).在9 mL生长液中加入0.05 mL现配的Vc(0.1 M)，在剧烈搅拌下加入1 mL种子液，继续搅拌10 min，使其变为深红色，然后在9 ml生长液中加入0.05 mL Vc(0.1 M)，在剧烈搅拌下加入1 mL 深红色溶液，继续搅拌10 min，使其变为棕红色，即可得到粒径为17±2.5 nm 的球形纳米金.后处理：在10000 r/min，30 ℃ 条件下离心15 min，除去上清液，补水至10mL，重复上述离心过程2次，最后将所得的沉积物用水稀释至原体积的一半，并在4 ℃条件下避光保存.1.2.2 棒状纳米金的制备.根据文献方法[16]，在5 mL CTAB(0.2 M)溶液中，加入5 mL HAuCl4(5.0 mM)溶液，搅拌，溶液由亮黄色变为橙色，继续搅拌并加入0.6 mL NaBH4(0.01 M)溶液(现用现配)，搅拌2 min，溶液变为黄棕色，最后将金纳米粒子溶液在30 ℃水浴锅中恒温加热2 h，作为种子液待用.在5 mLCTAB(0.2 M)溶液中，在搅拌的过程中加入0.1 mL AgNO3 (0.004 M)溶液，再加入5 ml HAuCl4(1 mM)溶液，继续加入70 mL AA(0.0788 M)溶液.待溶液变为无色后，加入12 μL晶种.继续搅拌15 min，溶液变为紫色.最后将金纳米粒子溶液在30 ℃水浴锅中恒温加热2 h，溶液变为深蓝色，即可得到棒状纳米金.后处理过程同球形纳米金一样.1.2.3 三角形纳米金的制备.根据文献[17],在37.6 mL水中加入0.4 mLHAuCl4(2.5×10-4 M)和1 mL柠檬酸钠(10 mM)，再加入1 mL冰水配置的NaBH4 溶液(0.1 M)，大力搅拌2 min溶液变为橙红色，再放置2 h，确保未反应的NaBH4 完全水解，制成种子液.100 mL的生长液中包含2.5×10-4 M HAuCl4 溶液和0.05 M CTAB，再往溶液里加入55 μL KI(0.1 M)、0.55 mL Vc(0.1 M)、0.55 mL NaOH(0.1 M)轻轻地搅拌直至溶液变为橘色，冷却至室温，作为生长液待用.在生长液中加入0.1 mL种子液，添加后，生长溶液的颜色由透明变为淡红色，然后在30 min内转为深红色(反应溶液保持在30 ℃)，即得到三角形纳米金.后处理过程同球形纳米金一样.1.3 样品的表征用UV-1800 紫外-可见光谱仪(UV-Vis，日本公司，日本)记录样品的紫外光谱，迅速区分球形纳米金、棒状纳米金与三角形纳米金.用JEM-2100型透射电子显微镜(TEM，日本 Jeol 公司，日本 )观测三种不同形态纳米金的形态和粒径.1.4 抗菌性能的测试以 E.coli和S.aureus 为测试菌种，采用平板计数法及96孔板法来检测纳米金对测试菌种的最小杀菌浓度(MBC)和最小抑菌浓度(MIC).1.4.1 培养基的制备.称取37 g脑心浸出液培养基于1 L蒸馏水中，煮沸使其充分溶解后，调节pH至7.2-7.3，加入15 g琼脂粉(若配制液体培养基则不需要加入琼脂粉)，煮沸溶解后，于121 ℃高压灭菌20 min.灭菌后，于无菌操作台上倾注平板备用.用同样制备方法制备肉汤培养基.1.4.2 菌悬液的制备.从80 ℃冰箱中取出菌冻存管，待菌液溶解后，采用二倍稀释法[18，19]将菌液分别稀释至10-2、10-4、10-6 倍，各取100 μL涂于平板上，在37 ℃下培养18 h.在超净台中，取出20 mL灭菌后的液体培养基转移到100 mL锥形瓶中，用10 μL移液枪吸取一个完整的菌落，将枪头打入锥形瓶中，放入摇床(37 ℃，260 r/min)孵育14 h，之后取5 mL细菌悬浮液于10 mL离心管中，离心 (6000 r/min，2 min)，除去上清液后，加入5 mL生理盐水，混匀后离心(6000 r/min，2 min)，重复两次，再将洗去培养基的菌体中加入5 mL生理盐水，混合均匀后待用.1.4.3 最小杀菌浓度.将稀释到不同浓度的纳米金加到PBS缓冲溶液中，再加入100 μL稀释倍数为2×104的菌液混匀，使反应体系为1000 μL.放入摇床孵育4h后，取出100 μL涂于培养平板上，于37 ℃下倒置培养18 h，观察菌落生长情况.以只有PBS缓冲溶液和菌液的混合液作为实验空白对照.平行实验3次.观察菌落生长情况，以观察到少于5个菌落的样品对应的浓度作为最低杀菌浓度MBC值.1.4.4 最小抑菌浓度.将稀释到不同浓度的纳米金加到液体培养基中，再加入100μL稀释倍数为2×104的菌液混匀，使反应体系为1000 μL.取200 μL加入到96孔板对应区域作为实验组；把实验组的纳米金溶液换成等量的生理盐水，然后取200 μL加入到96孔板对应区域作为阳性对照；把实验组的菌液和液体培养基换成等量的生理盐水，然后取200 μL加入到96孔板对应区域作为阴性对照.将96孔板放入恒温培养箱中，在37 ℃条件下培养24 h，能阻止样品形成明显浊度的纳米金浓度即为最小抑菌浓度MIC.2 结果与讨论2.1 纳米金的表征2.1.1 紫外-可见光吸收光谱分析.图1为纳米金合成之后进紫外-可吸收光谱分析所得，紫外光谱分析显示：球形纳米金吸收峰在520 nm处，棒状纳米金吸收峰在525 nm和604 nm处，三角形纳米金吸收峰在728 nm和928 nm处，三者都与参考文献中的吸收峰基本一致，证实成功合成了球形纳米金、棒状纳米金和三角形纳米金.图1 CTAB包被的球形纳米金(a)、棒状纳米金(b)、三角形纳米金(c)的紫外-可见吸收光谱图2.1.2 透射电镜分析(TEM) .通过透射电镜可以直观的观察到所合成的纳米金的三种不同形态和粒径，如图2所示.从图中可以看出，三种不同形态的纳米金制备成功，并且均相对均匀，粒子之间分散较好.所合成的球形纳米金粒径大约为17 ± 2.5 nm，所合成的棒状纳米金的长度约为52.31 ± 0.86 nm，宽约为22.49 ± 0.56 nm，长径比约为2.3，所合成的三角形纳米金为正三角形，边长为100 ± 25 nm.图2 CTAB包被的球形纳米金(a)、棒状纳米金(b)、三角形纳米金(c)的TEM图2.2 不同形态纳米金的杀菌作用研究2.2.1 球形纳米金最小杀菌浓度.从图3可知，球形纳米金对大肠杆菌的MBC，当纳米金浓度大于21.21 μg/mL时，观察到平板上的菌落数均少于5个菌落，因此MBC为21.21 μg/mL.球形纳米金对金黄色葡萄球菌的MBC，当纳米金浓度大于5.30 μg/mL时，观察到平板上的菌落数均少于5个菌落，因此球形纳米金的MBC为5.30 μg/mL.图3 不同浓度的球形纳米金下大肠杆菌(a)、金黄色葡萄球菌(b)的平板图(纳米金与菌液反应4 h，平板在37℃下培育18 h)2.2.2 棒状纳米金最小杀菌浓度.从图4可知，棒状纳米金对大肠杆菌的MBC，当纳米金浓度大于1.30 μg/mL时，观察到平板上的菌落数均少于5个菌落，因此MBC为1.30 μg/mL.棒状纳米金对金黄色葡萄球菌的MBC，当纳米金浓度大于0.52 μg/mL时，观察到平板上的菌落数均少于5个菌落，因此棒状纳米金的MBC为0.52 μg/mL.图4 不同浓度的棒状纳米金下大肠杆菌(a)、金黄色葡萄球菌(b)的平板图(纳米金与菌液反应4 h，平板在37 ℃下培育18 h)2.2.3 三角形纳米金最小杀菌浓度.从图5可知，三角形纳米金对大肠杆菌的MBC，当纳米金浓度大于11.09 μg/mL时，观察到平板上的菌落数均少于5个菌落，因此MBC为11.09 μg/mL.三角形纳米金对金黄色葡萄球菌的MBC，当纳米金浓度大于1.11 μg/mL时，观察到平板上的菌落数均少于5个菌落，因此三角形纳米金的MBC为1.11 μg/mL.图5 不同浓度的三角形纳米金下大肠杆菌(a)、金黄色葡萄球菌(b)的平板图(纳米金与菌液反应4 h，平板在37℃下培育18 h)2.3 不同形态纳米金的抑菌作用研究2.3.1 金黄色葡萄球菌.以金黄色葡萄球菌作为研究对象，将合成的不同形态纳米金进行稀释，球形纳米金稀释倍数分别为10、20、40、80、160倍，棒状纳米金稀释倍数为1000、2000、4000、8000、10000倍，三角形纳米金稀释倍数为50、100、200、400、800倍，使用稀释倍数对应的纳米金浓度分别进行最小抑菌浓度的测定，其96孔板结果如图6所示.结果显示对于金黄色葡萄球菌，球形纳米金的最小抑菌浓度为2.65 μg/mL，棒状纳米金的最小抑菌浓度为0.26 μg/mL，三角形纳米金的MIC为0.56 μg/mL.图6 CTAB包被的球形纳米金(a)、棒状纳米金(b)、三角形纳米金(c)对金黄色葡萄球菌37 ℃下培育24 h的得到的最小抑菌浓度图(图中数字为纳米金的浓度，单位为μg/mL)2.3.2 大肠杆菌.以大肠杆菌作为研究对象，将合成的不同形态纳米金进行稀释，球形纳米金稀释倍数分别为5、10、20、40、80倍，棒状纳米金稀释倍数为400、800、1000、2000、4000倍，三角形纳米金稀释倍数为30、60、120、240、800、480倍，不同形态的纳米金在不同稀释倍数对应的浓度下进行最小抑菌浓度的测定，其96孔板结果如图7所示.结果显示对于大肠杆菌，球形纳米金的最小抑菌浓度为21.21 μg/mL，棒状纳米金的最小抑菌浓度为0.65 μg/mL，三角形纳米金的MIC为3.70 μg/mL.图7 CTAB包被的球形纳米金(a)、棒状纳米金(b)、三角形纳米金(c)对大肠杆菌37℃培育24 h的得到的最小抑菌浓度图(图中数字为纳米金的浓度，单位为μg/mL)综上所述，通过平板计数法和96孔板法，确定了不同形貌纳米金颗粒对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的最小杀菌浓度(MBC)和最小抑菌浓度(MIC)如下表1所示，可以知道无论是对金黄色葡萄球菌还是对大肠杆菌，三种形态纳米金中棒状纳米金的杀菌效果是最好的，杀菌效果明显大于其它两种形态纳米金的杀菌效果.并且无论是何种形态的纳米金，其对金黄色葡萄球菌的杀菌效果都明显优于对大肠杆菌. 表1 不同形貌纳米金MIC和MBCMBC/μg·mL-1MIC/μg·mL-1E.coliS.aureusE.coliS.aureus球形21.215.3021.212.65棒状1.300.520.650.26三角形11.091.113.700.562.4 抗菌机理的探讨2014年，蒋兴宇课题组[20]就通过转录和蛋白质组学的方法研究了金纳米颗粒对革兰氏阴性菌大肠杆菌的杀菌机制，发现其作用方式有两种，一种是通过破坏细菌细胞膜的膜电位，来抑制ATP酶的活性，降低ATP水平，另一种是抑制核糖体亚基结合转运RNA.并且发现虽然生成ROS是大多数抗生素和抗菌纳米材料杀菌的主要原因，但金纳米颗粒的抗菌活性不会诱发任何与之相关的过程.张鹏等人[21]利用聚乙烯亚胺和牛血清蛋白修饰的金纳米球和金纳米棒来作为基因载体，发现棒状金纳米颗粒的尖端具有较大曲率，导致其电荷密度比球状金纳米颗粒大；而且棒状颗粒大多会通过尖端与细胞膜接触，导致以棒状颗粒作为基因载体时，可有较高的基因转染效率，棒状纳米金由于自身特殊的形态使其在与细菌接触方面有优势.我们的实验结果中，棒状纳米金的杀菌效果较其它两种形态纳米金更好，推测有可能是因为这种特殊的接触方式.纳米颗粒的表面电荷在其抗菌能力上起着明显的作用[22].比如，Angélique团队[23]研究不同的粒子直径和Zeta电位对二氧化钛纳米颗粒的杀菌活性的影响时发现，直径约为相同大小的二氧化钛纳米颗粒，当Zeta电位较高时表现出更强的抗菌效.这表明表面电荷的增强也是一种增强杀菌效果的途径，并且纳米粒子的表面带负电荷，会对表面带负电的细菌有一定的排斥作用[24，25].我们做了Zeta电位来验证本实验中不同形态的纳米金的杀菌效果与电荷密度的关系，棒状纳米金Zeta电位为56.8 mV，球形纳米金Zeta电位为42.1 mV，三角形纳米金Zeta电位为33.2 mV.如图8所示，三种形态的纳米金确实都带正电，且棒状纳米金较其它两种形态纳米金所带电荷密度较高，同时我们实验结果表明相较于其它两种形态，棒状纳米金的杀菌效果更好，这也进一步说明了表面带有正电荷的纳米金会随着电荷密度的增加，杀菌效果不断增强.图8 CTAB包被的球形纳米金、棒状纳米金、三角形纳米金的Zeta电位3 结论采用CTAB包被制备出不同形态(球形、棒状、三角形)的纳米金，将金黄色葡萄球菌和大肠杆菌作为受试菌株进行抗菌研究，从抗菌特性的研究结果中可以很明显的看出，无论是对金黄色葡萄球菌还是大肠杆菌，棒状纳米金的杀菌效果都要高于其它两种形态的纳米金.细菌表面带负电荷，带正电的纳米粒子被表面带负电的细菌所吸引，与细菌的细胞膜接触，破坏细菌的细胞膜从而进入细菌内部杀死细菌.而棒状纳米金从空间效应上更易于与细菌接触，这也是它之所以具有较高杀菌特性的原因.三种形态的纳米金均对金黄色葡萄球菌表现出优于大肠杆菌的杀菌效果，这可能是因为两种细菌的细胞壁不一样所导致的，这些结果为我们进一步开展工作奠定了基础.参考文献【相关文献】[1] Dizaj S M，Lotfipour F，Barzegarjalali M，et al.Antimicrobial activity of the metals and metal oxide nanoparticles [J].Materials Science & Engineering C，2014，44(44)：278-284.[2] 马万顺，崔燕，赵玉云,等.纳米颗粒抗菌机理的研究进展[J].生物物理学报，2010，26(8)：638-648.[3] Zhao Y，Tian Y，Cui Y，et al.Small molecule-capped gold nanoparticles as potent antibacterial agents that target Gram-negative bacteria[J].Journal of the American Chemical Society，2010，132(35)：12349-12356.[4] 李艳华,陈曦萌.石墨烯基银抗菌材料的制备方法及抗菌机理研究[J].聊城大学学报(自然科学版)，2014，27(3)：71-74.[5] Avelino C，Hermenegildo G.Supported gold nanoparticles as catalysts for organic reactions[J].Chemical Society Reviews，2008，37：2096-2126.[6] Prabaharan M，Grailer J J，Pilla S，et 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TiO2纳米粒子的合成及其光催化性能研究-实验讲义-2014
TiO2纳米粒子的制备及光催化性能研究一、实验目的1. 了解TiO2纳米多相光催化剂的催化原理及其应用;2. 掌握纳米金属氧化物粒子粉体的制备方法；3. 掌握多相光催化反应的催化活性评价方法；4. 了解分析催化剂结构及性能之间关系的方法。
二、仪器与药品四氯化钛(TiCl4)、钛酸四丁酯［Ti(0Bu)4］、罗丹明B盐酸、硝酸、无水乙醇、去离子水、磁力搅拌器、烘箱、控温马弗炉、低速离心机、分光光度计烧杯、离心试管、容量瓶、移液管三、实验原理1. TiO2纳米粒子的制备反应原理本实验采用有机和无机两种钛盐前体来制备TiO2纳米粒子(1) .以钛酸四丁酯Ti(0Bu)4为前体通过溶胶-凝胶法制备TiO2纳米粒子以钛醇盐Ti(OR)4( R为-C2H5, -C3H7, -C4H9等烷基)为原料，在有机介质中通过水解、缩合反应得到溶胶，进一步缩聚制得凝胶，凝胶经陈化、干燥、煅烧得到纳米TiO2, 其化学反应方程式如下：水解：Ti(OR) 4 + nH20 - Ti(OR)(4-n) (0H)n + nROH缩聚：2Ti(OR)(4-n)(OH)n - ［Ti(OR)(4-n)(。
册母。
+ 出0制备过程中各反应物的配比、搅拌速度及煅烧温度对所得TiO2纳米粒子的结构和性质都有影响。
⑵.以四氯化钛(TiCl4)为前体水解制备TiO2纳米粒子由于Ti离子的电荷/半径比大，具有很强的极化能力，在水溶液中极易发生水解。
发生的化学反应方程式如下：TiCl4 + 2H2O >TiO2 + 4HCl制备过程中各反应物的配比、反应温度、搅拌速度、溶液pH值及煅烧温度对所得TiO2纳米粒子的结构和性质都有影响。
2. TiO2光催化原理根据固体能带理论，如图1所示，TiO2半导体的能带结构是由一个充满电子的低能价带(valenee band, VB.)和空的高能导带(conduction band, C.B.)构成。
价带和导带之间的不连续区域称为禁带(禁带宽度Eg)。
g-C3N4基纳米复合材料在光催化领域的研究进展
g-C3N4基纳米复合材料在光催化领域的研究进展作者：王丽敏吕芳莹宋常超来源：《赤峰学院学报·自然科学版》2020年第10期摘要：g-C3N4是一种新型环保且又廉价易得的非金属半导体材料，被广泛应用于降解环境介质污染物和生产可再生清洁能源等领域。
本文介绍了g-C3N4基纳米复合材料的制备及其在光催化领域的应用，包括光催化降解污染物、光催化制氢、光催化还原CO2等。
大量的研究表明，为进一步扩大g-C3N4复合光催化材料应用，研究者们采用调控形貌、元素掺杂、与其他半导体复合、贵金属沉积、多孔化等多种方法对g-C3N4进行了改性，使得光催化性能有所升高。
关键词：g-C3N4;光催化;降解;产氢;CO2还原中图分类号：O643.36 文献标识码：A 文章编号：1673-260X（2020）10-0008-061 引言随着社会的不断进步和经济的快速发展，解决化石燃料导致的环境污染和能源短缺问题迫在眉睫[1]。
为了实现社会可持续发展，研究者们不断探索绿色、环保、高效的新兴技术。
光催化技术是光能驱动的反应过程，利用催化剂使丰富的太阳能转化为化学能，具有绿色友好、成本低等特点，被认为是最有前途的技术之一。
高效、低成本和易于制备的光催化剂是光催化研究的重中之重，在过去的数十年内，光催化剂多基于金属氧化物、金属硫化物及氧化物的聚合半導体等。
这些半导体在表现出良好性能的同时也对环境造成了污染，且价格较贵[2-4]。
石墨相氮化碳（g-C3N4）是一种二维层状结构的无金属聚合物型半导体，由丰度高的元素组成，层与层之间以范德华力相结合。
因其具有良好的可见光响应性质、高的热和化学稳定性、结构形态易调控、无毒、容易制备、廉价易得等众多优势，自2009年首次[5]发现它应用在可见光照下分解水产氢气和氧气以来，引起研究者的广泛关注。
但是，g-C3N4与其他传统光催化剂（金属氧化物、金属硫化物）一样，具有光生电子-空穴复合率高、可见光吸收范围窄等缺点。
复合纳米ZnO-CeO_2的制备与吸光性能研究
称取 一定 质 量 Ｚ Ｓ ・７ 溶 于 去 离 子 水 中 ， ｎＯ ＨＯ 配成 所需 浓 度 的 Ｚ Ｓ 溶 液 。在 一 定 温 度 和 电动 搅 ｎＯ 拌下 ， 慢加 入 一 定浓 度 的 （ 。 Ｏ。 液 ， 调 节 缓 ＮＨ ）Ｃ 溶 并
图 １ 复 合 纳 米 Ｚ Ｏ Ｃ Ｏ２及 其 ｎ —ｅ 前 躯 体 的 ｘ射 线 衍 射 图
３ ５
（ ２ Ｏ （ ＮＨ ） Ｃ ＡＲ） 无 水 乙醇 （ ， ＡＲ） 去 离子水 。 ，
０ １ ４ （ ｍ） Ｂ为半 高峰 宽 （ ． ５１ ｎ ； 弧度 ） 为 布拉 格 角 ｏ。 ； ） 由此计 算 出 此 复 合 纳 米 粒 子 中 Ｃ Ｏ ｅ 平 均 粒 径 为
１ ｍ 。 ４ｎ
现该方 法 下合成 的复合 纳米对 ２ ５ ４ ０ ｍ 的紫 外 光 ４～ ０ｎ 有 着 良好 的 吸收 ， 弥补 了单 一 粉体 紫外 吸光 分 布 窄 的
不 足。
带 边始 于 ３ ７ ｍ， 收 波长 阈值 在 紫 外 光 区 。 因此 纳 ８ｎ 吸
米 Ｚ Ｏ 对 波 长 小 于 ３ ７ ｍ 紫 外 线 的 吸收 效 率 较 高 ， ｎ ８ｎ 吸收范 围在 ３ ０ ８ ｎ 在 ＵＶ— ｓ ２ ～３ ０ ｍ， Ｖｉ 光谱 上 表 现 出较
而非 均相 沉淀 法 除具 有 其 他化 学法 的一 般 优 点 外 ， 还
具有烧 成 产 品易形 成 品 内 型复 合 、 晶粒 细 小 均 匀 等 优
感 口 ， 紫外 区吸收 范 围为 ２ ０ ０ ｎ 纳米 Ｚ Ｏ 为 ］在 ５ ～３ ０ ｍ； ｎ 宽 禁 带直 接 带 隙 半导 体 ， 室温 带 隙 宽 度是 ３ ３ ｅ 激 ． ７ Ｖ，
近年来 因为臭 氧 层 的破 坏 ， 外线 对 人 类 的危 害 紫 日益加 剧 ， 以研究 抗 紫外 材 料 具 有 重 要 的 意 义 。与 所 有 机抗 紫 外剂 相 比 ， 机 纳 米 抗 紫 外 剂 因其 高 的化 学 无 稳 定性 、 稳定 性 、 迁 移性 、 刺 激 性 而受 到 广 泛 的 热 非 无
《贵金属-MXene纳米复合材料的研制及性能研究》
《贵金属-MXene纳米复合材料的研制及性能研究》贵金属-MXene纳米复合材料的研制及性能研究摘要：随着科技的不断发展，纳米材料的研究已成为当今科学界关注的焦点。
本篇论文致力于探索一种新型的贵金属/MXene纳米复合材料，通过对材料的合成、表征以及性能的深入研究，揭示了其在诸多领域潜在的应用价值。
一、引言贵金属因其独特的物理和化学性质，在众多领域中都有着广泛的应用。
而MXene作为一种新兴的二维材料，因其优异的电学、热学和力学性能，也受到了科研人员的广泛关注。
将贵金属与MXene结合，形成纳米复合材料，有望进一步提升材料的综合性能。
二、贵金属/MXene纳米复合材料的研制1. 材料选择与制备方法本部分详细描述了贵金属/MXene纳米复合材料的制备过程。
包括原料的选择、制备工艺的确定以及实验条件的控制等。
通过化学气相沉积法、溶胶凝胶法等手段，成功制备出具有优异性能的贵金属/MXene纳米复合材料。
2. 材料表征通过X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等手段，对制备出的贵金属/MXene纳米复合材料进行表征。
从微观结构上分析材料的组成、形貌以及尺寸分布等。
三、性能研究1. 电学性能贵金属/MXene纳米复合材料具有优异的电导率和电化学性能。
通过电导率测试、循环伏安法等手段，研究材料的电学性能，并探讨其在实际应用中的潜力。
2. 磁学性能对贵金属/MXene纳米复合材料的磁学性能进行研究。
通过磁化曲线、磁滞回线等手段，分析材料的磁学特性，为进一步应用提供理论依据。
3. 催化性能研究贵金属/MXene纳米复合材料在催化领域的应用。
通过催化实验，探讨材料在化学反应中的催化活性、选择性以及稳定性等。
四、应用领域探讨结合贵金属/MXene纳米复合材料的优异性能，探讨其在能源、环保、生物医学等领域的应用潜力。
如作为锂离子电池的电极材料、催化剂、生物传感器等。
五、结论本论文成功研制出贵金属/MXene纳米复合材料，并通过一系列实验手段对其性能进行了深入研究。
《贵金属-MXene纳米复合材料的研制及性能研究》
《贵金属-MXene纳米复合材料的研制及性能研究》贵金属-MXene纳米复合材料的研制及性能研究一、引言近年来，贵金属/MXene纳米复合材料由于其优异的电、磁、光等性能，在能源储存、催化、生物医疗等领域具有广泛的应用前景。
本文旨在研制贵金属/MXene纳米复合材料，并对其性能进行深入研究。
二、贵金属/MXene纳米复合材料的研制1. 材料选择与制备贵金属（如金、银、铂等）具有优异的导电性、催化性能和生物相容性，而MXene作为一种新型二维材料，具有高导电性、高强度和高化学稳定性等特点。
因此，选择贵金属和MXene作为复合材料的组成成分。
制备过程中，首先合成MXene纳米片，然后通过化学还原法或光还原法将贵金属纳米粒子负载在MXene纳米片上，形成贵金属/MXene纳米复合材料。
2. 制备工艺优化为提高贵金属/MXene纳米复合材料的性能，对制备工艺进行优化。
通过调整贵金属前驱体的浓度、反应温度、反应时间等参数，以及采用表面活性剂、还原剂等辅助手段，实现对贵金属纳米粒子的尺寸、形貌和分布的控制。
三、性能研究1. 电学性能贵金属/MXene纳米复合材料具有优异的电学性能。
通过测量复合材料的电导率、电阻率等参数，发现其电学性能随贵金属含量的增加而提高。
此外，MXene的高导电性和二维结构有利于提高电子传输速度和减少电子传输过程中的能量损失。
2. 催化性能贵金属/MXene纳米复合材料在催化领域具有广泛应用。
通过测试复合材料对某些有机反应的催化活性，发现其催化性能优于单一贵金属或MXene。
这主要是由于贵金属和MXene之间的协同作用，以及纳米级粒子提供的大量活性位点。
3. 稳定性与生物相容性MXene的高化学稳定性和生物相容性使得贵金属/MXene纳米复合材料在生物医疗领域具有潜在应用价值。
通过测试复合材料在生理环境中的稳定性以及与生物体的相互作用，发现其具有良好的生物相容性和较低的生物毒性。
四、结论本文成功研制了贵金属/MXene纳米复合材料，并对其性能进行了深入研究。
金属纳米粒子增强的难熔金属基复合制品的制备与性能研究
金属纳米粒子增强的难熔金属基复合制品的制备与性能研究随着科技的进步和工业领域对新材料需求的增加，复合材料越来越受到研究人员的关注。
其中，金属基复合材料因其优异的力学性能和独特的物理化学性质，在航空航天、汽车制造、电子设备等领域具有广泛的应用前景。
然而，难熔金属的高熔点和粗大晶粒限制了其力学性能的发挥，因此，如何通过增加纳米粒子来改善难熔金属基复合材料的性能成为当前科技研究的热点之一。
制备难熔金属基复合材料的首要任务是合理选择增强相材料和基体金属。
增强相材料通常选择高强度、高硬度、高熔点的纳米粒子，如碳化物、氮化物、氧化物等。
基体金属则应具备良好的延展性、塑性和可加工性。
在选择材料的同时，还要考虑到它们的化学相容性和界面相互作用，确保充分的相互结合并抑制相互反应的发生。
金属纳米粒子通过增加难熔金属基复合材料的界面强度和晶界强化效应，从而有效提高了复合材料的力学性能。
研究表明，纳米粒子可以抑制晶体的滑移与位错运动，阻碍晶界的渗透和扩散，从而提高材料的力学强度和硬度。
此外，纳米粒子还可以拦截和扩散高能位错的传播，形成复杂的位错结构，阻碍维氏位错的扩展，有效提高材料的耐磨损性能。
在制备金属纳米粒子增强的难熔金属基复合材料时，常用的方法包括机械混合、湿法合成、溶胶-凝胶法等。
机械混合是一种简单易行的方法，通过机械力将基材与纳米粒子进行混合以制备复合材料。
湿法合成是在液相中反应生成纳米颗粒，再与基材进行烧结或熔化制备复合材料。
溶胶-凝胶法则是将金属酸盐和氧化剂在溶胶中反应生成金属氧化物凝胶，再还原烧结得到金属纳米粒子。
难熔金属基复合材料的性能研究主要包括力学性能、耐热性能、电子性能等方面。
力学性能是评价金属基复合材料的重要指标之一。
通过纳米粒子的增加，可以有效提高复合材料的强度、硬度和韧性，使其具备更好的抗拉、抗压和抗疲劳能力。
耐热性能则是评价金属基复合材料在高温环境下的稳定性和性能退化程度。
纳米粒子的引入可以有效提高材料的高温抗变形能力和抗氧化能力。
聚多巴胺微纳米球制备及金属纳米粒子修饰研究
聚多巴胺微纳米球制备及金属纳米粒子修饰研究一、本文概述本文旨在探讨聚多巴胺微纳米球的制备方法，以及如何通过金属纳米粒子修饰来进一步优化其性能。
聚多巴胺微纳米球作为一种具有优良生物相容性和多功能性的材料，在生物医学、药物递送、生物传感器等领域具有广泛的应用前景。
然而，其性能的提升和功能的拓展仍需要深入的研究。
因此，本文将对聚多巴胺微纳米球的制备过程进行详细阐述，同时探讨金属纳米粒子修饰对其性能的影响，以期为未来聚多巴胺微纳米球的应用提供理论和实践指导。
本文将介绍聚多巴胺微纳米球的基本性质和应用背景，为后续研究提供理论基础。
接着，将详细介绍聚多巴胺微纳米球的制备方法，包括原料选择、反应条件优化等方面，以便读者能够了解并重复实验。
在此基础上，本文将探讨金属纳米粒子修饰对聚多巴胺微纳米球性能的影响，包括金属纳米粒子的种类、尺寸、修饰方法等因素对聚多巴胺微纳米球性能的影响。
本文将总结研究成果，展望未来的研究方向和应用前景，为相关领域的研究者提供参考和借鉴。
二、材料与方法本研究所使用的主要材料包括多巴胺盐酸盐、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、乙醇、去离子水等。
多巴胺盐酸盐是制备聚多巴胺微纳米球的关键原料，其含有的儿茶酚基团和氨基基团可以在碱性环境下自聚合形成聚多巴胺。
PVP作为表面活性剂，有助于控制微纳米球的尺寸和形态。
乙醇和去离子水用于配制反应溶液。
将多巴胺盐酸盐溶解在去离子水中，加入适量的乙醇和PVP，搅拌均匀。
然后，将混合溶液在室温下搅拌一定时间，使多巴胺盐酸盐充分自聚合形成聚多巴胺微纳米球。
通过离心和洗涤得到纯净的聚多巴胺微纳米球。
为了对聚多巴胺微纳米球进行金属纳米粒子的修饰，我们首先选择了几种常见的金属盐，如银氨溶液、氯化金等。
将聚多巴胺微纳米球分散在含有金属盐的水溶液中，利用聚多巴胺中的儿茶酚基团对金属离子的强吸附能力，使金属离子在微纳米球表面还原成金属纳米粒子。
通过控制反应条件和金属盐的种类，可以实现对聚多巴胺微纳米球表面金属纳米粒子的种类、大小和分布的控制。
纳米金粒子制备及应用研究进展
纳米金粒子制备及应用研究进展纳米技术在21 世纪将发挥极为重要的作用,是未来纳米器件、微型机器、分子计算机制造的最可能的途径之一。
纳米材料学作为纳米技术的重要组成部分也将会受到更广泛的重视。
科学家们利用纳米颗粒作为结构和功能单元,可以组装具有特殊功能如特殊敏感性和光、电、化学性能的纳米器件。
金属纳米颗粒由于其在量子物理,信息存储,复合材料等方面的潜在应用而引起了人们的注意。
其中,金纳米粒子由于其优异的导电性能,良好的化学稳定性及其独特的光学、催化特性而吸引了更多的目光。
这主要是因为:金是一种惰性元素,其化学稳定性良好;金和硫元素之间可以形成一种非常稳定的键合作用,这有利于在其表面组装带有各种官能团的单分子层。
由于纳米金粒子这些特有的化学性能以及独特的光、电性能,自上世纪80 年代至今,化学界对纳米金粒子的应用及其功能化研究方兴未艾。
本文综述了近年来纳米金粒子的制备及应用研究进展。
纳米金粒子的制备方法一．化学还原法制备法超细金粉制备原理:将金化合物的适当溶液通过化学还原而得到单质金粉.1.抗坏血酸为还原剂生产超细金粉工艺①王水溶金将黄金用去离子水冲洗,在置于稀硝酸中煮洗5~10min后,适当加热以启动反应,当反应较为平缓后,可再加入少量王水,直至大部分尽快获金粉溶解.反映结束时应保证体系中有少量未反应的黄金存在,即在投料时必须保证黄金的过量.②浓缩,赶硝将溶金液倾入另一烧杯中，用水洗净未反应的金块或金粉，转入下一循环使用。
洗液并入溶金液。
加热并在此过程中滴加浓盐酸以赶尽氮氧化物，过滤，滤液转入旋转蒸发皿进行浓缩结晶，然后配成适当浓度的水溶液。
③还原将抗坏血酸配成饱和溶液，在不断搅拌下，将氯金酸溶液滴加到抗坏血酸溶液中，滴加完毕后继续搅拌1h，静置沉降。
④清洗、干燥和筛分将上层清液倾出，用水和乙醇以倾析法清洗金粉。
所得金粉置于真空干燥。
冷却后，将金粉过筛分级，得到不同粒度的球形金粉末。
2.Na3C6H5O7 柠檬酸钠为还原剂制得纳米金颗粒粒径在15-20nm 之间Na3C6H5O7 为还原剂时，柠檬酸钠与氯金酸的摩尔比为1.5：1 时最佳；采用HAuCl4 溶液加入到加热的Na3C6H5O7 与聚乙烯吡咯烷酮(PVP)混合溶液Na3C6H5O7 溶液加入到室温的NaBH4 与PVP 混合溶液制得的纳米金溶胶的颗粒分散性好，粒径小且更均一。
金属纳米团簇的合成及催化性能研究
金属纳米团簇的合成及催化性能研究金属纳米团簇是指金属原子数量在2~100个之间的纳米粒子。
随着纳米技术的发展，不同的制备方法已经被开发出来，其中包括溶剂热法、物理气相沉积法、化学气相沉积法、水相法等。
合适的合成方法可以控制金属纳米团簇的大小和形状。
此外，金属纳米团簇还具有催化性能，在化学合成、环境处理等领域得到广泛应用。
一、溶剂热法合成金属纳米团簇溶剂热法是一种常见的合成金属纳米团簇的方法。
其基本步骤包括将金属前驱物和表面活性剂混合后在高温高压的溶剂中反应。
利用该方法可以合成各种金属纳米团簇，如银、金、铂、铜等。
二、物理气相沉积法制备金属纳米团簇物理气相沉积法是通过磁控溅射或电子束蒸发将金属蒸发到反应室中，然后通过控制气氛和压力使金属沉积到基底上，形成纳米团簇。
该方法可以制备出具有较好形貌和尺寸的纳米团簇。
三、化学气相沉积法制备金属纳米团簇化学气相沉积法是利用金属有机物等物质，在高温下在气相中分解生成金属纳米团簇，并使其在载体上沉积形成薄膜或粉末。
该方法可以制备出多种金属的纳米团簇，如Au、Ag、Pd、Ni等。
四、水相法合成金属纳米团簇水相法是一种简单易行的合成金属纳米团簇的方法，将金属盐和还原剂同时加入水中反应，生成纳米团簇。
此法是一种简单便捷的制备方法，它能够合成大小均匀、分散性好、化学性质稳定的高精度金属纳米团簇。
五、金属纳米团簇的催化性能金属纳米团簇在催化领域应用广泛。
它们具有许多优异的方面，在催化反应中表现出高效、高选择性、费用低等特点。
金属纳米团簇被广泛应用于化学合成、环境保护、生物医药等领域。
例如，在催化氧化反应中，金属纳米团簇具有良好的催化活性和高的选择性。
在环境处理中，金属纳米团簇可以对废水中的有害物质进行高效分解。
在生物医药领域，金属纳米团簇可以用于抗菌、抗癌等治疗方法。
六、总结金属纳米团簇的合成和催化性能研究是当前的热点领域之一。
随着纳米技术的发展，越来越多的制备方法和应用领域被发掘出来。
金纳米颗粒的制备及其性能研究
金纳米颗粒的制备及其性能研究罗飞;刘大博;田野;祁洪飞;王素杰【摘要】以氢氧化铵溶液和2,6-吡啶二羧酸为还原剂，通过两步还原法还原氯金酸溶液制备出金纳米颗粒，用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)和紫外可见光谱仪(UV-VIS)对纳米颗粒进行了表征。
结果表明，制备的金纳米颗粒具有尺寸小、分散性好的特点，并且具有明显的表面等离基元共振效应，使其在纳米尺度的光学领域具有潜在的应用价值。
%Au nanoparticles were synthesized in aqueous solution by two-step reduction of chlorauric acid (HAuCl4) using ammonium hydroxide and 2,6-Pyridinedicarboxylic acid as reducing agent. XRD, TEM and UV-VIS were employed to analyse the structure, morphology and size of the Au nanoparticles. Au particles in small size and monodisperse were observed in the experiment and the optical-extinction spectra showed the characteristic of single plasmon resonance absorption band. The results showed that the Au nanoparticles possessed plasmon resonance effect of their optical property which makes them have potential applications in the field of nano-optics.【期刊名称】《贵金属》【年(卷),期】2016(037)0z1【总页数】3页(P119-121)【关键词】金纳米颗粒;两步还原法;表面等离基元共振效应【作者】罗飞;刘大博;田野;祁洪飞;王素杰【作者单位】北京航空材料研究院，北京 100095;北京航空材料研究院，北京100095;北京航空材料研究院，北京 100095;北京航空材料研究院，北京 100095;北京航空材料研究院，北京 100095【正文语种】中文【中图分类】TB38320～150nm范围内合成出近似球形的、单分散的金纳米粒子，但在制备更小尺寸的纳米粒子时存在不足。
人工促使细菌分泌外膜囊泡及细菌外膜囊泡对植物体效用的研究
人工促使细菌分泌外膜囊泡及细菌外膜囊泡对植物体效用的研究1.1摘要：细菌外囊泡在药物靶向中有巨大研究价值，但目前还没有将其应用在植物体上的研究。
本实验通过逆境威胁的方式促使细菌分泌囊泡，再用离心的方法从细菌中分离出细菌外囊泡，再将其作用于植物根部，并观察其在根部的富集程度已确定其靶向性。
本实验具有创新性的特点，也许会为植物疾病防治提供新的思路。
实验后得出结论，研究的细菌外囊泡在根部会有一定的富集作用，具有一定的靶向性，且细菌外囊泡会被植物吸收。
不同细菌的外囊泡也许对同种植物根部的靶向能力不同，不同植物对一种细菌外囊泡也许会有不同的反应。
这是这项研究的一片蓝海。
1.2关键词：细菌外囊泡纳米粒子靶向荧光探针标记1概述1.1目的：本选题的目的在于对细菌外囊泡纳米粒子的标准化制备以及探索细菌外囊泡纳米粒子对植物根部靶向能力的强弱。
1.2背景和意义：对于核果类果树来说，根瘤（根癌）是一大顽疾，发病率高，治疗困难，危害也大，轻则树势衰弱，重则死树。
首先，需要明确的是，根癌病是一种细菌性病害，病原是一种根癌土壤杆菌，属于农杆菌属。
病原菌主要危害果树根颈部以及组织连接处（主侧根连接处、砧穗接合处等）根癌病原菌通过根系、颈部等伤口侵入树体，诱导细胞进行无序分裂、生长，最终造成组织增生肥大，形成“瘤”。
对于根癌病，目前以防为主的观念，一旦发病，治疗相对困难。
因此非常有必要开发一种能够对根癌病有治疗效果的药剂。
纳米农药载体在药学应用中占据极为重要的地位[1]，这类纳米微粒，由天然高分子或合成类高分子化合物制成，能够将药物包封在其中，形成纳米载药传递系统。
纳米载药技术在药物传送方面具有许多自身特有的优势[2]，但是同时也一直都存在着一个问题，就是所有表面无修饰的外源性纳米药物均不能较好到达靶向部位[3]。
近年来，纳米科技发展迅速，因纳米材料具备许多新的理化特性，如小尺寸效应、大比表面积、量子效应等。
这些特性使得纳米材料越来越多地应用于电子、医学等多个领域[4]。
纳米粒子应用于微生物检测的研究进展
纳米粒子应用于微生物检测的研究进展陶珊珊;李云霞;赵琨;陈雯雯;赵渝【摘要】食源性致病菌是引发食源性疾病的主要因素,如何有效地检测出食源性致病菌的存在是食源性疾病预防与控制的关键环节.目前,应用于食源性致病菌检测领域的纳米粒子技术已日益成熟.系统介绍了光学纳米粒子、磁性纳米粒子等技术在微生物致病菌检测中的应用.【期刊名称】《上海师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(043)006【总页数】6页(P612-617)【关键词】金纳米粒子;荧光硅纳米颗粒;量子点;上转换荧光纳米粒子;磁性纳米粒子【作者】陶珊珊;李云霞;赵琨;陈雯雯;赵渝【作者单位】上海师范大学生命与环境科学学院上海200234;上海师范大学植物种质资源开发中心,上海200234;上海师范大学生命与环境科学学院上海200234;上海师范大学植物种质资源开发中心,上海200234;上海师范大学生命与环境科学学院上海200234;上海师范大学植物种质资源开发中心,上海200234;上海师范大学生命与环境科学学院上海200234;上海师范大学植物种质资源开发中心,上海200234;上海师范大学生命与环境科学学院上海200234;上海师范大学植物种质资源开发中心,上海200234【正文语种】中文【中图分类】TS207.4近几年来,世界范围内的食品安全恶性事故频繁爆发[1],食源性疾病的爆发率大幅上升已引起了世界各地政府的关注,更给世界人民带来了巨大的痛苦和损失.因而,如何快速、灵敏地检测出食源性致病菌的存在已成为控制食品安全问题的关键.传统的食源性疾病的检测方法都要经过分离培养、生化鉴定等步骤,存在操作耗时繁琐、检测灵敏度低和容易出现假阴性等缺点[2],在应对突发性食品安全公共事件上,不能满足快速、准确、灵敏和特异性高等要求.近几十年来,纳米粒子技术在食源性致病菌的检测领域不断发展[3-4].本文作者主要从荧光纳米粒子、磁性纳米粒子等方面介绍了纳米粒子在微生物致病菌快速检测中的应用.1 光学纳米粒子快速检测技术荧光纳米粒子由于其具有的化学及光学特性,能产生较高的灵敏度,已经被许多课题研究小组用于微生物菌剂的检测[5-6].1.1 金纳米粒子金纳米粒子是较受欢迎的纳米材料.依赖其独特光学特性,以及在生物液体里的惰性和稳定性使它成为纳米粒子材料诊断中最常用的材料之一.金纳米粒子(AuNPs)广泛被应用于微生物分析、检测和识别领域.通过选择合适的合成方法,可以很容易地形成不同大小和形状的金纳米粒子.AuNPs很容易被硫醇化的DNA探针和蛋白质分子修饰[1](图1),这一特点使它优于其他类型的纳米粒子.金纳米粒子的另一独特特性是呈现出明显的红色,这使诊断测验的敏感性增强,可视性高.此外,金纳米粒子常用于免疫层析试纸条(ICS)生物传感器[7](图2).ICS已经实现对传染性病原体及毒素的快速、灵敏检测.目标菌和金纳米粒子聚合成红色沉淀,诊断测试中,不需要任何仪器的协助,仍可很容易地看清目标反应,在测试区,检测线为红线,可视化很高[8].同时,金纳米粒子具有较高的消光系数,以及在可见光中具有较宽的吸收光谱,可以克服许多传统荧光素的局限性[9].Zhu研究小组开发了一个混合了金、银2种纳米粒子的局部表面等离子体共振生物传感器,用于金黄色葡萄球菌肠毒素B检测.这种传感器可直接检测肠毒素B至ng/mL级别,而用于检测肠毒素B的其他表面等离子体共振生物传感器则需要采取扩增的步骤来实现这一目标灵敏度[11].图1 金纳米粒子与硫醇化DNA分子结合原理图[1]图2 免疫层析试纸条用于微生物检测原理[10]1.2 荧光硅纳米颗粒荧光检测试验对于微生物学家并不新鲜,因为荧光显微镜和分光荧光计广泛应用于诊断和实验室研究.荧光硅纳米颗粒容易被生物修饰并可通过荧光显微镜或分光荧光计来检测微生物[12].掺杂二氧化硅纳米粒子的染料可以用来探测生物分子,比其他荧光纳米颗粒具有更高的灵敏度[13].单个荧光二氧化硅纳米粒子可保留数千染料分子,而在免疫荧光测定抗体的直接荧光标记中只有极少数染料分子.因此,利用二氧化硅纳米粒子可以提高检测灵敏度达几百倍.此外,相比于其他荧光纳米粒子,染料中掺杂的二氧化硅纳米颗粒具有光稳定性和增强发光的优点.它们已被广泛地用于生物分子的检测,例如asDNA、抗体、细胞等[14].二氧化硅纳米粒子可保留有机或者金属染料,该染料可以附着在纳米颗粒的表面或包含在纳米粒子内部.用于成像的纳米颗粒嵌入染料分子后,可免受光的照射,表现出更强的耐光性[15].纳米颗粒可以很容易被抗体或者核酸分子化学功能化和生物修饰化,经化学修饰后的纳米颗粒表面生成的氨基或羧基基团能够使荧光纳米粒子共价连接抗体[16].包被的染料荧光纳米颗粒与抗体结合后,增强了测定的灵敏度,使检出限降低到单个细胞水平[17].这种检测方法对一些苛刻性细菌或者生长比较缓慢的细菌检测非常有利.例如结核杆菌,该菌需要很长的培育时间和特殊的培养条件.Qin研究组曾使用荧光二氧化硅纳米颗粒灵敏地从细菌混合物及标准唾液样品中检测出结核分枝杆菌,结核分枝杆菌结合到A蛋白上,A蛋白被掺杂有二氧化硅纳米粒子的联吡啶钌(RuBpy)修饰[14].另外,在佛罗里达大学的Tan课题研究小组使用荧光二氧化硅纳米颗粒检测单一样品中的多种细菌.该纳米粒子包含不同浓度的染料分子,被同一波长激发后会产生不同的颜色.通过缀合不同细菌对应的抗体的纳米粒子能够检测样品中的3种细菌,每种细菌对应一种颜色[12].1.3 量子点在过去的20年里,半导体纳米颗粒及量子点的光电子特性以及在生命科学研究中的应用备受研究者的关注,主要应用于生物检测[18].量子点是纳米级的半导体晶体,具有独特的光学特性,作为荧光标记物可用于免疫分析、DNA杂交试验及微生物检测[19].大部分用于检测细菌的光学生物传感器是基于对有机染料或者蛋白质荧光团荧光排放量的测量.然而,常见的荧光团具有较多的缺点[20](如微弱的耐光性和低强度),且不适用于多种细菌的检测.量子点可以克服这些限制,它们具有光稳定性,且表现出高量子产率[21].通过改变量子点的尺寸和它的化学组成可以使其发射光谱覆盖整个可见光区,故可使用量子点同时检测多个细菌[22].Zhao等使用连接上抗体的量子点与MNPS能够同时检测出鼠伤寒沙门氏菌、志贺氏杆菌、大肠杆菌O157:H7[23].相比传统有机染料(如异硫氰酸荧光素),量子点可有效提高测定的灵敏度,这一优势通过简单的荧光测定大肠杆菌O157:H7血清型即可表现出才来.Liu研究小组发现了基于流动室微孔免疫滤镜的生物传感器的发展系统,这种传感器以量子点树枝石纳米晶体作为荧光标记[24],可用来捕捉大肠杆菌O157:H7,使用这种生物传感器系统,检测限可低至2.3 CFU/mL.Abdelhamid等使用壳多糖修饰的CdS量子点标记细菌进一步用于生物成像[7].Xu等构建了连接有量子点的免疫层析试纸条,用于快速检测空肠弯曲杆菌,检测限达到104 cfu/mL,是金试纸条检测灵敏度的10倍[25].1.4 上转换发光纳米粒子上转换荧光材料是在长波长的激发下,发出短波长光的一类荧光材料.它们大多属于稀土掺杂的无机材料,如镱、铒共掺杂的氟化钇、氟化钇钠、氟化镧等.上转换荧光纳米材料在980 nm红外光激发下,能发出不同颜色的可见光,与传统的荧光物质相比,上转换纳米荧光材料作为荧光材料探针,干扰小,具有较高的信噪比、良好的耐光以及检测灵敏度高[26].上转换荧光材料多用于生物荧光标记和生物成像[27]等方面.Qu等构建了一种上转荧光材料免疫层析技术,快速定量检测出布鲁氏菌[29].2 磁性纳米粒子用于细菌检测2.1 磁性分离纳米粒子由于具有较高的物理和化学稳定性、生产成本低、易于生物修饰,并且使用磁铁易于分离和浓缩细菌等优点[30],故在纳米医学领域,磁性纳米颗粒的应用已经变得越来越广泛.Joo小组通过连有单克隆抗体的超顺磁性Fe3O4纳米粒子从牛奶中分离出沙门氏菌[31].细菌复合物再连接到转化酶,并分散在蔗糖溶剂中,通过蔗糖水解为葡萄糖与果糖,通过血糖仪来测量葡萄糖的浓度来间接测定沙门氏细菌的浓度,检测限可达10 cfu/mL.检测原理如图3所示.图3 Fe3O4纳米粒子分离沙门氏菌原理图[31]利用磁性纳米粒子能够从复杂的溶液体系中,捕获和分离微生物细菌,分离出纯培养物用于分析实验.氨基功能化的纳米磁珠(AF-MNPs)能够有效的捕获与分离细菌,这种AF-MNPs可以快速的从水溶液、食品以及尿液中分离出细菌[32].另外,氨基修饰的Fe2O3纳米粒子与连有量子点的不同抗体结合后,形成了类似“三明治”的复合体结构,能够有效的从食品样品中分离出多种食源性致病菌细菌,检测限可达10-3 cfu/mL.使用磁性纳米粒子可以富集分离目标菌.Chockalingam研究小组发现经阿拉伯糖修饰的Fe3O4纳米粒子可用于分离检测S.aureus细菌[33],3 min内,检测限可达8～10 cfu/mL.Jin研究小组使用连接氨基酸的Fe3O4@AA能够有效的从水中分离出枯草芽孢杆菌、大肠杆菌15597,分离率很高[34].2.2 基于核磁共振技术的细菌检测近几年,一种以核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)为原理的生物大分子检测方法受到了广泛的关注.对于同一体积比的磁纳米颗粒而言,水溶液中磁纳米颗粒直径由小变大,对水中质子的T2弛豫时间的影响也由小变大.由于生物材料上具有的抗原决定簇,可以与免疫功能化磁珠的抗体特异性结合,进一步会使免疫功能化磁珠富集在生物大分子上,引起实验体系中横向弛豫时间(T2)的变化,NMR可以敏感的检测到这一变化[35].目前,这一技术路线已经在核酸、蛋白、藻类毒素等的检测中得到了应用,显示了极高的灵敏度[36].Perez等以DNA-DNA、蛋白-蛋白、蛋白-小分子以及酶相互作用为模型,证实了磁性弛豫转换(magnetic relaxation switches,MRS)能高灵敏度、高特异性的检测分子间的相互关系,并且在混合体系中(如全细胞融胞产物),这一变化能被直接检测[37].Colombo等研究表明,采用生物功能化的磁珠,结合横向弛豫时间的变化(ΔT2),可以在飞摩尔水平特异性的检测人血清白蛋白(anti-HSA).Kim等采用NMR方法开展的对人绒毛膜促性腺激素(hCG)的检测研究表明[38],最低检测限达到3.57 nmol/L.Wei ma等的研究表明,采用基于低场磁共振方法的免疫传感器,可以在一个反应中高灵敏度的检测湖水中的环形七肽微囊藻毒素[39],检测限达到0.6 ng/g,检测范围为1～18 ng/g.在对微生物样本的检测中,Koh等采用NMR免疫传感器对流感病毒抗体的检测表明,检测灵敏度可以达到1.4×10-7 mol.Perez等采用NMR方法对单纯性疱疹病毒(HSV)与腺病毒(ADV)检测研究表明,最低可以在10μL体系中检测到5个病毒粒子[37].Kaittanis等构建了NMR免疫探针,对血液与牛奶中的鸟分枝杆结核菌(MAP)进行检测研究,最低检测限达到15.5cfu/mL.Kaittanis等采用葡聚糖包被的NMR探针,对血液中的金黄色葡萄球菌进行药敏评价,研究了在复杂、不透明体系中NMR免疫探针检测方法的可行性[40].Zhao等构建了连接阪崎肠杆菌抗体的NMR传感器,检测中当溶液中细菌数目增多,E.sakazakii 抗原会竞争溶液中有限数目的纳米磁珠,导致T2的改变.NMR免疫探针核磁共振检测方法,不仅能在复杂体系中高灵敏度、特异性的检测目标生物分子,而且具有目标浓度越低,ΔT2值越高的特点[41].3 展望传统的食源性细菌检测耗费时间较长,检测灵敏度较低,而基于纳米粒子的检测技术为有效快速检测致病菌提供了技术支持;生物传感器逐渐成为成本合理的便携式设备,具有高灵敏度、使用方便等优点,但挑战依然存在,超灵敏度细菌检测依然存在挑战;依据纳米粒子的生物传感器为同时检测多种细菌提供了良好的依据;纳米粒子提供了信号放大的作用,同时具有光学及电学特性,使部分细菌的超灵敏度检测成为可能,将纳米粒子检测应用于更多微生物致病菌的研究需要研究者不断地探索;使用不同尺寸的量子点可以同时检测大肠杆菌和鼠伤寒杆菌.尽管量子点用于检测食品、农业、环境样品中病原体可行性很高,但如何生产出大规模具有生物相容性并且薄的量子点仍然是一个挑战.参考文献:[1] SYED M A,BOKHARI S.Gold Nanoparticle Based Microbial Detection and Identification[J].Journal of Biomedical Nanotechnology,2011,7(2):229-237.[2] BISSONNETTE L,BERGERON G.Multiparametric technologies for the diagnosis of syndromic infections[J].Clinical MicrobiologyNewsletter,2012,34(20):159-168.[3] DORIA G,CONDE J,VEIGAS B,et al.Noble metal nanoparticles for biosensing applications[J].Sensors,2012,12(2):1657-1687.[4] VALIZADEH A,MIKAEILI H,SAMIEI M,FARKHANI S M,et al.Quantum dots:Synthesis,bioapplications,and toxicity[J].Nanoscale ResearchLetters,2012,7(2):480-482.[5] JANS H,HUO Q.Gold nanoparticle-enabled biological and chemical detection and analysis[J].Chemical Society 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微生物合成金属纳米粒子研究进展
谓的量子点（ｑｕ觚ｔ眦ｄｏｔＳ））也引起了很大的注意，例
如ＣｄＳ。压Ｓ和ＰｂＳ等。这些发光的量子点正作为生物检
测和细胞成像的新材料出现，这些新材料建立在半导体 量子点和生物识别分子连接的基础上ｆ５】。耐热醋酸棱状 芽孢杆菌（Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ
ｍ瞰∞∞ｅｄｃ眦）在含有ＣｄＣｌ２
和半胱氨酸盐的生长培养基中在其表面生成Ｃｄｓ沉淀， 半胱氨酸极可能充当硫源。当产气克雷伯氏菌 （ⅪｅｂｓｉｅＵａ∞ｍｇｅｎｅｓ）在含Ｃｄ２＋的培养基中在其细胞
光滑假丝酵母
粟酒裂殖酵母ＭＸＹ３ＡｇＡｕ、Ａｇ ＣｄＳ
降硫细茵属 球拟酵母属
轮枝茵属
耐热醋酸棱状芽孢杆菌
２合成金属纳米粒子的细菌
早期的研究发现枯草芽孢杆菌１６８（Ｂ∞ｉｌｌｕｓ
ｓｕｂｄｈｓ
可以在矿石生产中回收银。分离自银矿的抗银菌株施氏
假单胞菌ＡＧ２５９（Ｐｓｅｕｄ咖ｏｎａｓ ｓｔｕｔｚｃｒｉ ＡＧ２５９）在胞内
的一些离子的长期安全存储基质，特别是高锝酸盐离子 仃ｃ０卜）嘲。 磁铁矿是细菌铁还原的一个常见产物，它能作为地 质背景中生物活性的电位天然指示剂。嗜热发酵细菌株 能在其细胞外具有八面体形的单域小磁粒子（＜１２ｎｍ）
３合成金属纳米粒子的酵母
长期以来，酵母被公认是合成半导体的主要真核细 胞。光滑假丝酵母置于含Ｃｄ２＋的培养基中在胞内形成 ＣｄＳ量子点，在Ｃｄ存在下，植物络合素的合成被激活， 植物络合素的结构含有Ｙ．谷氨酰半胱氨酸对的重复序 列，其多肽的一般形式为（Ｙ．Ｇｌｕ．ｃｙｓ加Ｇｌｙ，ｎ的范围为 ２～６，ＰＣ结合Ｃｄ离子形成Ｃｄ—ＰＣ复合物，并被运输到液 泡中，然后，该复合物被降解并形成纳米粒子。球拟酵 母属遇见Ｐｂ２＋时能在胞内合成ＰｂＳ纳米晶体，该晶体可 通过冻融法从细胞中提取出来，其在３３０ｎ胁有最大吸收
ZnCdS基复合材料的制备及其光催化性能研究
ZnCdS基复合材料的制备及其光催化性能研究摘要：本文采用溶胶-凝胶法制备了一系列不同掺杂比例的ZnCdS基复合材料，并利用X射线衍射、透射电子显微镜、紫外可见漫反射光谱等手段对其进行表征。
研究结果表明，随着掺杂比例的增加，复合材料晶粒尺寸逐渐变小，能量带隙逐渐减小，吸收边向可见光区域移动，光催化活性也逐步加强。
在可见光照射下，ZnCdS基复合材料在Methyl orange（MO）溶液中对MO表现出优异的光催化降解效果，其中Zn0.95Cd0.05S复合材料在60 min内可将MO降解至99.8%。
同时，本文还探究了复合材料光催化性能与其晶体结构、晶粒尺寸以及光吸收性能之间的关系。
关键词：ZnCdS基复合材料；溶胶-凝胶法；光催化性能；Methyl orange；晶体结构ZnCdS基复合材料的制备及其光催化性能研究引言光催化技术是一种利用光照下催化剂对有机污染物进行降解的高效、环保的方法。
近年来，为了提高光催化性能，研究人员广泛关注了复合半导体材料的制备和应用。
ZnCdS基复合材料作为一种新型的光催化材料，具有可调节的能带结构和较宽的光谱响应区域，因此成为了研究人员的热点。
实验部分1. 溶胶-凝胶法制备复合材料将氯化锌、氯化镉和硫脲分别溶于乙二醇中得到三种前驱体溶液。
按照一定的摩尔比例混合三种前驱体溶液，并在75℃条件下搅拌反应，制备得到ZnCdS基复合材料。
掺杂比例分别为Zn0.98Cd0.02S、Zn0.95Cd0.05S和Zn0.9Cd0.1S。
2. 表征复合材料采用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）和紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）等手段对复合材料进行表征。
3. 光催化性能测试将制备的复合材料分散于Methyl orange（MO）溶液中，进行光催化降解实验。
结果与分析1. 复合材料表征所有复合材料均为立方晶系的ZnS相和CdS相的混合物，掺杂的Cd2+离子成功替代了Zn2+离子。
骨植入聚醚醚酮材料表面改性的研究进展
doi: 10.12052/gdutxb.200118骨植入聚醚醚酮材料表面改性的研究进展肖天华1,2，刘荣涛1，庞贻宇1，李达1，刘佳1，闵永刚1,2（1. 广东工业大学 材料与能源学院，广东 广州 510006；2. 东莞华南设计创新院，广东 东莞 523808）摘要: 聚醚醚酮(Polyetheretherketone, PEEK)是一种半结晶的合成聚合物, 与传统修复骨缺损的生物材料相比, PEEK具有良好的生物相容性、化学稳定性、透光性和弹性模量与正常人骨相似等优点, 已被广泛应用于骨科移植。
但PEEK的生物惰性使其在临床应用中存在局限性, 目前通过表面改性赋予PEEK材料表面生物活性是解决这个问题的有效途径。
本文综述了近年来PEEK表面改性方法的研究现状和发展方向, 其中着重介绍了物理改性、化学改性以及涂层改性, 并分析了不同改性技术对于提高生物相容性的作用, 最后指出PEEK表面改性骨移植材料在医学领域中继续发展需要解决的问题, 要充分研究其在体内的每一阶段身体所做出的反应, 并保证其表面处理在整个生命周期内不会退化或磨损正常组织。
关键词: 聚醚醚酮；表面改性；生物活性；骨整合；抗菌中图分类号: R318.08 文献标志码: A 文章编号: 1007–7162(2021)02–0073–10Progress on Bone Graft PEEK about Surface ModificationXiao Tian-hua1,2, Liu Rong-tao1, Pang Yin-yu1, Li Da1, Liu Jia1, Min Yong-gang1,2(1. School of Materials and Energy, Guangdong University of Technology, Guangzhou 510006, China; 2. Dongguan SouthChina Design and Innovation Institute, Dongguan 523808, China)Abstract: Polyetheretherketone (PEEK) is a class of semi-crystalline polymer. Compared with traditional bone repair materials, PEEK possesses good biocompatibility, chemical stability, light transmittance and elastic modulus which is similar to that of normal human bone. Therefore it has been widely used in transplantation. However, the biological inertia of PEEK limits its clinical application. At now, the surface modification is an effective way to solve this problem. The current status of research and direction of development about PEEK surface modification methods in recent years are reviewed. And physical modification, chemical modification and coating modification are emphasized. The effects of different modification technologies on improving biocompatibility were analyzed.Finally, the problems are pointed out that need to be solved for PEEK surface modified bone graft material to continue to develop in the medical field. The body's reaction must be studied fully at every stage after the bone graft material was implanted in the body. And it is ensured that the surface treatment does not degrade or wear away normal tissues throughout the whole life cycle.Key words: polyetheretherketone; surface modification; bioactivity; bone integration; antibacterial聚醚醚酮(Polyetheretherketone , PEEK)是一种新型半晶态芳香族热塑性高分子材料。
聚苯胺、聚吡咯及其纳米复合材料的制备与抗菌性能研究
聚苯胺、聚吡咯及其纳米复合材料的制备与抗菌性能研究聚苯胺、聚吡咯及其纳米复合材料的制备与抗菌性能研究摘要：聚苯胺（PANI）和聚吡咯（PPy）是两种具有良好导电性和生物相容性的高分子材料，广泛应用于电子、药物传递和组织工程等领域。
本研究旨在探究聚苯胺、聚吡咯及其纳米复合材料在抗菌性能方面的应用潜力。
通过化学聚合和原位聚合的方法分别制备了PANI和PPy，通过扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）等方法对其形貌和结构进行表征。
利用化学还原法将PANI和PPy纳米颗粒与丁二酸等共轭核酸聚集为纳米粒子，并通过控制还原剂浓度和聚集时间来调整纳米粒子的大小和形状。
通过纳米荧光标记技术和细菌液体培养方法，对制备的纳米复合材料的抗菌性能进行了研究。
结果显示，与纯聚苯胺和聚吡咯相比，聚苯胺/聚吡咯纳米复合材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制能力更强。
进一步的实验证明，纳米复合材料诱导了大肠杆菌和金黄色葡萄球菌产生细胞外多聚糖（EPS），导致其生长受到限制。
此外，纳米复合材料还能够破坏细菌的细胞膜结构，导致细胞内容物泄漏而死亡。
这些结果表明，聚苯胺/聚吡咯纳米复合材料具有良好的抗菌性能，并具有潜在的应用于抗菌材料的能力。
综上所述，本研究成功地制备了聚苯胺、聚吡咯及其纳米复合材料，并对其在抗菌性能方面进行了研究。
实验结果表明，聚苯胺/聚吡咯纳米复合材料具有良好的抗菌性能，能够抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长。
这是由于纳米复合材料能够诱导细菌产生多聚糖和破坏细菌细胞膜结构，从而导致细菌死亡。
这一研究结果为开发新型抗菌材料提供了理论和实验基础，具有重要的科学研究和应用价值。
关键词：聚苯胺/聚吡咯纳米复合材料；制备；抗菌性能；大肠杆菌；金黄色葡萄球综合以上实验结果，我们成功地制备了聚苯胺、聚吡咯及其纳米复合材料，并对其在抗菌性能方面进行了研究。
实验结果表明，聚苯胺/聚吡咯纳米复合材料具有良好的抗菌性能，能够有效抑制大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的生长和繁殖。
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大肠杆菌合成金纳米粒子复合催化剂性能研究
2016-08-01 13:16来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部
Au@TiO2催化剂的TEM照片自上世纪八十年代Hutchings和Haruta等发现金催化剂具有高催化活性以来, 金催化剂的研究受到密切关注, 目前已取得很大进展. 但金催化剂很少用于工业应用. 原因之一是由于金粒子的聚集长大及表面碳酸盐物种的积累而导致金催化剂易于失活. 如何有效阻止金粒子的聚集, 提高金催化剂的稳定性已成为目前亟待解决的问题.
近年来, 金属纳米粒子与DNA、蛋白质、壳聚糖等生物大分子的相互作用及其自组装研究引起人们的密切关注. Baron等评述了以DNA、蛋白质等生物分子为模板合成Au、Ag纳米粒子和纳米线的研究进展. 这种材料既可以通过生物分子的识别和催化功能来改善金属纳米粒子的电学、光学和催化性能, 也可以通过改性金属纳米粒子来改善生物分子的某些性能. Horovitz等发现柠檬酸钠还原的金纳米粒子与大麦糊粉层细胞提取的蛋白质之间存在静电作用. 杨芳等研究了藻蓝蛋白对Au3+离子的原位还原和纳米Au0形成的动态过程, 发现藻蓝蛋白的紫
外特征吸收峰强度随Au3+离子浓度的增加和放置时间的延长而降低, 其荧光发射峰和荧光激发峰也呈现衰减趋势, 提出藻蓝蛋白中的半胱氨酸、胱氨酸和色氨酸可将Au3+还原为Au0. 金明善等研究了金纳米粒子和R-藻红蛋白的相互作用, 发现R-藻红蛋白对金纳米粒子有良好的稳定作用. Huang等发现壳聚糖能保护金纳米粒子. 刘克增等制备了金@壳聚糖复合材料, 发现该材料对葡萄糖空气氧化制葡萄糖酸具有良好的催化性能.另一方面, 微生物与金属纳米粒子的研究也日益增多. Gericke等详细评述了各种微生物在制备金纳米粒子方面的研究进展, 认为可以通过调变微生物的生长参数(如培养时间、pH 值、温度等)达到对金纳米粒子形貌和尺寸的控制. 某些菌体如枯草芽孢杆菌、酵母菌、真菌等能够聚集并还原金离子, 已用于金纳米粒子和纳米线的合成. 研究表明, 细胞中的羟基和氨基可作为Au3+的结合位, 而醛基可作为电子供体将Au3+还原成Au0. Kuo等利用大肠杆菌对金离子的还原作用制备了金@大肠杆菌复合材料, 发现这种材料具有很强的生物相容性,可望应用于光热治疗癌细胞方面. 傅锦坤等用细菌将Au/α-Fe2O3上的Au3+还原成Au0, 焙烧后获得的催化剂与浸渍法制备的催化剂相比有较高的CO氧化反应活性.可以看出,目前的研究主要集中于微生物对金属离子的吸附与还原作用以及金属纳米粒子的制备, 而将其用于催化领域的报道较少.
鞭毛是细菌表面的运动器官, 由单一的鞭毛蛋白组装形成螺线管状结构, 鞭毛的长短和数量可以通过改变细菌的培养条件来调控. 最近, Kumara等首次实现了Au、Ag、Cu 等金属纳米颗粒在细菌鞭毛表面的组装. 利用细菌鞭毛为模板制备二氧化钛等无机氧化物纳米管也已获成功. 但尚未见利用此法制备金催化剂的研究. 大肠杆菌为革兰氏阴性短杆菌, 为杆状结构, 具有抵抗力强、易培养等优点. Nomura等以大肠杆菌为生物模板合成了氧化硅的空心纳米管.
烟台大学化学生物理工学院索掌怀等人利用大肠杆菌(DH5α)对金属离子较强的吸附与还原能力制备了Au@DH5α, 再利用大肠杆菌的水分来水解钛酸四丁酯, 得到Au@DH5α
-Ti(OH)4样品, 焙烧去除大肠杆菌后得到氧化钛包裹的纳米金粒子催化剂Au@TiO2. 以N2吸附,
X 射线衍射(XRD), 紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS), 热重-差热分析(TG-DTA), 透射电镜(TEM)对所得材料进行表征. 结果表明:该催化剂具有与大肠杆菌类似的杆状结构, 以大肠杆菌为生物模板生成的氧化钛孔道结构在一定程度上抑制了金粒子的聚集长大.随菌体用量的增加, 金粒子减小,等离子共振吸收发生紫移, 催化剂有较大的比表面积, 但催化剂中积炭量也会增加. 将该催化剂用于CO氧化反应, 发现当菌体用量为100或150 mL 时, 制得的金催化剂可在80℃下将CO完全氧化为CO2.。