碳量子点的抑菌性能研究

利用药敏法研究了碳量子点对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌性能。分别采用抗坏血酸和赖氨酸、抗坏血酸和乙二胺2种原料,在水溶液中制备了2种氮掺杂碳量子点。结果表明,抗坏血酸和乙二胺合成的碳量子点对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有明显的抑菌作用,测定了量子点对2种细菌的最低抑菌浓度,并对其机理进行了探讨;抗坏血酸和赖氨酸合成的碳量子点抑菌性能较弱。通过选择合适的合成材料来满足碳量子点在生物及医学上的需求。     

含天然单萜复合物壳聚糖基纳米纤维的制备及抗菌性能研究

以麝香草酚、香芹酚和肉桂醛的复合物为抗菌剂,壳聚糖(CS)、聚氧化乙烯(PEO)为基材,利用静电纺丝法制得含天然单萜复合物CS/PEO纳米纤维材料;通过扫描电镜、红外光谱对纳米纤维的形貌、结构进行表征;考察聚乙二醇4000(PEG4000)和吐温80对单萜释放行为的影响;以振荡法分别测试了纳米纤维对大肠杆菌ATCC 8739和金黄色葡萄球菌ATCC 6538的抑菌性能。结果表明:制得的含天然单萜复合物CS/PEO纳米纤维表面光滑,粗细均一;PEG4000和吐温80对纤维中包裹的单萜有一定的保留作用;质量分数为5%的单萜复合物(m(麝香草酚)∶m(香芹酚)∶m(肉桂醛)=1∶1∶1)能在7 d中持续保持对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌100%的抑制作用。     

纳米标记材料荧光碳点的制备

以葡萄糖为碳源,以聚乙二醇(PEG)为分散剂和表面修饰剂,采用微波法和水热法2种加热方法,探索了水溶性荧光纳米碳量子点(Carbon Quantum Dots,CQDs)的制备;探讨了碳量子点制备过程中反应温度、反应时间、PEG/葡萄糖摩尔比和p H值对碳量子点荧光性能的影响.实验结果表明,微波法合成碳量子点的影响因素的排列顺序为:反应时间反应物摩尔比反应温度,反应时间为2.5 min、摩尔比n(PEG-200):n(葡萄糖)=6∶1、反应温度为180℃,p H=9为微波法合成荧光碳量子点的最优条件,并在此优化条件下,对微波法和水热法制备的碳量子点的光学性质进行了初步比较,结果显示,水热法制备的荧光碳量子点性能略优于微波法,这2种方法制备的荧光碳量子点都具有较好的荧光性能,均能用于荧光标记领域.     

负载黄酮类药物细菌纤维素的抑菌效果的研究

为了探究负载黄酮类药物细菌纤维素的抑菌效果,实验采用平板划线法与涂布平板法,分离提纯得到大肠杆菌与金黄色葡萄球菌的单菌落进行培养;抑菌实验方法为抑菌圈法,用负载黄酮类似物的细菌纤维素膜放置在涂布好实验细菌的培养基中培养得抑菌圈。研究表明:负载黄酮类药物(槲皮素、桑色素及黄芩素)细菌纤维素膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有良好的抑菌效果。     

ZnS量子点/聚氨酯纳米复合材料的荧光光谱

采用水相法制备了经巯基丙酸表面改性的ZnS量子点溶胶,再利用铸膜法得到了ZnS量子点/聚氨酯纳米复合膜.通过紫外吸收光谱和荧光光谱等方法对制得的ZnS量子点及ZnS量子点/聚氨酯纳米复合膜进行了分析表征.紫外吸收光谱表明,纯化前后ZnS量子点的尺寸没有变化,根据Brus模型可知,70℃下回流得到的ZnS量子点的尺寸为30 nm.荧光光谱表明:提高回流温度可显著提高ZnS量子点的发光强度;ZnS量子点水溶液在400 nm左右的发光带是受限态发光,归因于ZnS量子点表面锌原子空位产生的载流子辐射再结合;复合后发光带从400 nm红移到425 nm左右.     

CdTe量子点双层加壳增强其化学和生物稳定性

为改善量子点在生物环境影像对氧化还原环境和金属离子的耐受性,使量子点适用于超长时间实时影像,使用改良的Stober方法对量子点分别依次进行了氨基硅烷化试剂和硅烷化试剂2次水解加壳,并利用热稳定为衡量指标优化了加壳条件.结果表明：双层加壳的量子点对铁,亚铁离子,高离子强度环境和氧化还原环境获得了很好的耐受性.双层加壳后量子点模拟用于超长时间实时荧光影像监测发现：与金黄色葡萄球菌共培养荧光可持续保留168h,较未包壳量子点提高了14倍;与大肠杆菌共培养荧光可持续保留48h,较未包壳量子点提高了6倍.     

碳微球的荧光量子效应

碳量子点是一类有发展和应用前景的新型荧光纳米材料,与半导体量子点等其他荧光纳米颗粒相比有其独特的优点。首先利用化学气相沉积法以乙炔为碳源制备碳微球(CMSs),然后用壳聚糖(CS)和SiO2两种不同性质的材料对CMSs进行了化学修饰的研究,得到CS/CMSs和SiO2/CMSs复合物,最后考察CMSs及其复合物在254nm紫外灯激发下的荧光性,讨论不同溶剂和不同浓度对CMSs及其复合物荧光性能的影响。采用场发射扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱分析仪和荧光光谱仪对产物进行了表征和分析。结果表明:不同浓度的原始CMSs、氧化CMSs、CS/CMSs和SiO2/CMSs在有机溶剂(乙醇和CCl4)和水中发出不同颜色的荧光,随着溶剂极性的增加,荧光颜色向长波方向移动(紫色→黄色),且随着浓度的增加,颜色逐渐加深,浓度太大时发生荧光猝灭。     

纳米TiO_2膜杀菌陶瓷的制备与杀菌机理探讨

采用烷氧基钛热分解法在陶瓷表面制得均匀透明的多孔TiO2膜.用TEM,XRD,中国国家标准GB15979-2002等方法对膜及杀菌性能进行了研究.该膜为纳米晶粒,杀菌范围广、速度快、杀菌率高;对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌在30min的杀菌率均达到92%以上.并对该膜光催化原理、膜表面活性氧类的形成机理、TiO2膜光催化杀菌机理进行了探讨.     

生物功能化碳量子点制备

为了实现碳量子点在细胞荧光成像方面的应用,采用共价修饰的方法对碳量子点进行生物功能化.采用水热法,以柠檬酸为碳源,乙二胺为钝化剂合成了蓝色荧光碳量子点.为了进一步实现碳量子点的共价偶联,对碳量子点进行羧基化处理,然后通过两步功能分子修饰完成生物功能化碳量子点的制备.采用透射电子显微镜、荧光和紫外分光光度计、红外光谱仪、电位粒度分析仪及荧光共聚焦显微镜研究了生物功能化碳量子点的性质和功能.实验结果表明:聚乙二醇(PEG)和核定位肽TAT通过酰胺化反应成功修饰至碳量子点上,叶酸(FA)通过酯化反应成功修饰至PEG末端,两步共价修饰完成了生物功能化碳量子点的制备.该生物功能化碳量子点具有电中性、小尺寸、低毒性和细胞核靶向的功能,适用于细胞荧光成像分析.     

荧光标记哌嗪抗菌聚合物的制备及生物学评价

针对目前抗菌材料生物相容性差、无荧光标记能力、细菌耐药性差等问题,本研究利用高分子抗菌材料的优势,以1,4双-(3-氨丙基)哌嗪、7-N,N-二乙氨基-3-醛基香豆素、相对分子质量800聚乙二醇的二丁二酸酯(PB)、叔丁基异腈、苯甲醛为原料,通过便捷高效、原子经济的Ugi反应制得新型含有哌嗪结构的荧光标记抗菌性哌嗪聚合物:聚(1,4双-(3-氨丙基)哌嗪/PB/醛/叔丁基异腈)(PC).借助¹H NMR、FTIR表征了PC结构,并对PC进行了生物学性能研究:采用滤纸片法和细菌生长曲线法考察PC对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌性能.以MTT法及AM-PI双染色法评价PC的细胞毒性,并利用激光共聚焦显微镜对PC进行了活细胞成像研究.结果表明,质量浓度为50 mg/mL PC对大肠杆菌(Escherichia coli)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的生长均有明显抑制作用.质量浓度为100 μg/mL持续作用72 h的PC不会产生明显的细胞毒性;同时PC能够标记活细胞并具有良好的荧光性能.综上所述,利用Ugi反应合成的带香豆素与哌嗪结构的聚合物PC可作为一种既有荧光标记能力又具有抗菌性能、对人体无害的生物材料.     

尿素还原法制备碳量子点

将富勒烯C_(60)和C_(70)分别在空气气氛中350℃下煅烧,然后采用尿素还原法在温和(90℃)条件下制备得到碳量子点;以透射电子显微镜、粉末X-射线衍射、拉曼光谱和傅里叶变换红外光谱等对碳量子点的组成和形貌进行表征,通过紫外-可见吸收光谱和荧光光谱对其光学性能进行研究;并推测碳量子点的形成机制.结果表明,在激发光波长为320nm时,两种碳量子点的荧光最大发射峰波长位于450nm附近,相对荧光量子产率分别为23.24%和27.55%,推测其形成机制为尿素对空气气氛中煅烧过的富勒烯表面氧化位点的还原.该结果为温和条件下合成碳量子点提供了一种新的思路.     

碳量子点荧光猝灭法检测Hg~(2+)及其猝灭机理研究

以焦粉为原料,采用一步水热法合成荧光碳量子点,用合成的碳量子点对水中Hg~(2+)进行检测,并对Hg~(2+)与碳量子点的结合方式、反应机理等进行研究,探讨Hg~(2+)对碳量子点的荧光猝灭机理。结果表明,合成的碳量子点在用于Hg~(2+)检测时具有较好的单一选择性;Hg~(2+)对该碳量子点的荧光有猝灭效应;用碳量子点荧光猝灭法检测Hg~(2+),灵敏度高,对Hg~(2+)浓度的检测范围为1.0×10~(-8)～1.0×10~(-7) mol/L,检出限为1.0×10~(-8) mol/L;Hg~(2+)对碳量子点荧光猝灭的方式为静态猝灭,二者相互作用是自发进行的焓驱动过程,相互结合位点约为1,反应结合常数为1.0×10~5 L/mol。     

L-半胱氨酸包被的水溶性CdTe量子点荧光特性分析

本文以L-半胱氨酸为稳定剂对CdTe表面进行修饰,制备在水相中分散性良好的CdTe量子点.对制得CdTe量子点的荧光特性进行表征,结果表明回流时间、反应物浓度及体系pH值对其光学性质具有显著影响.     

石墨烯-碳量子点复合材料的电化学性能研究

采用Hummers法和水热法,制备石墨烯和碳量子点溶液作为前驱体,然后通过一步煅烧法制得石墨烯-碳量子点复合材料。借助SEM、UV-Vis、FTIR等手段,对样品的形貌和结构进行表征;利用循环伏安法(CV)、差分脉冲伏安法(DPV)及恒流充放电循环测试等,重点考察了样品的电化学性能。结果表明,在石墨烯表面负载碳量子点可增加材料的比表面积并改善其机械性能,由于活性位点的增加,所制石墨烯-碳量子点复合电极具有较好的可逆性及电化学活性;在检测不同浓度双氧水时,复合电极的灵敏度为纯石墨烯电极的1.4倍左右;石墨烯-碳量子点复合材料作为锂离子电池负极使用时,与纯石墨烯材料相比具有更好的循环稳定性,且容量保持率提高了1.67倍。     

新型N,S共掺杂碳量子点的制备及其性能

通过水热反应法,以苹果酸、乙二胺(N源体)和L-半胱氨酸(S源体)为碳源,制备了N和S共掺杂的荧光碳量子点,对该碳量子点的形貌、结构、组成和光学性能进行了试验,试验选择150℃作为反应体系温度,pH值调整为8.0,反应时间为24 h.研究结果表明:制备的新型N,S共掺杂碳量子点粒径分布均匀,水溶性好;通过X射线电子能谱,发现新型N,S共掺杂碳量子点主要由C,N,O和S构成,N和S分别以氨基和磺酸基团的形式存在于碳量子点的表面;新型N,S-CDots的荧光量子产率达到了23.84%,表明其具有较好的荧光性能.     

还原氧化石墨烯-TiO_2复合纳米材料制备与光催化性能

利用新型碳材料还原氧化石墨稀对TiO_2进行改性,以期提高TiO_2的光催化活性.采用溶剂热法,以氧化石墨烯(GO)和钛酸四丁酯(Ti(OBu)4)为原料,成功制备了不同还原氧化石墨烯含量的RGO/TiO_2纳米复合材料.运用XRD、TEM、FT-IR和UV-vis等手段研究了复合材料的性质,同时以甲基橙(Methyl Orange,MO)为模型,评价了不同反应条件下制备的复合物的光催化性能,讨论了不同还原氧化石墨烯含量、催化时间等对复合物的光催化性能的影响.在甲基橙评价模型基础上,将制得的具有最佳光催化性能的RGO/TiO_2复合材料进行致病大肠杆菌的抗菌实验,以此来检验RGO/TiO_2纳米复合材料的抗菌效果.实验结果表明,采用溶剂热法在180℃下煅烧6h制得RGO/TiO_2纳米复合材料,锐钛矿相TiO_2通过C-O-Ti键均匀地分布在片层还原氧化石墨烯载体上.RGO/TiO_2复合材料对甲基橙溶液的降解率明显高于纯纳米TiO_2.当制备复合材料时GO的初始投加量为40mg时,制得的RGO/TiO_2复合材料对甲基橙的降解率达到50%.同时,该RGO/TiO_2纳米复合材料对致病大肠杆菌有明显的抗菌作用.     

CdS量子点自组装膜对DNA的界面传感

以巯基乙酸为稳定剂,在水相中直接合成表面带负电荷,具有良好的分散性CdS量子点.利用CdS量子点、γ-氨基丙基三乙氧基硅烷和壳聚糖之间的静电吸引相互作用,在石英表面通过层层组装,构筑多层CdS量子点纳米薄膜.采用荧光光谱、荧光显微镜对Quartz/APES/CdS量子点自组装膜进行表征,并将该膜用于对DNA的界面荧光传...     

荧光碳量子点的制备及其在Cu2+检测中的应用

为了提高铜离子检测的灵敏度,以氯仿和二乙胺为前驱体,通过温和的一锅合成法快速合成了红色荧光碳量子点,并对该碳量子点的形貌、结构、组成和光学性质进行了表征.通过EDTA对铜离子的配位作用,探究了铜离子对碳量子点荧光猝灭的机理.为了更好地研究条件因素对Cu~(2+)猝灭碳量子点荧光的影响,分别对pH、离子强度和反应时间进行了优化.结果表明:该碳量子点水溶性好、粒径较均匀,对铜离子有明显的荧光强度猝灭响应,检测线性范围为0.01～150.00μmol·L~(-1),检测限低至3.4 nmol·L~(-1).在最佳试验条件下,实际样品加标回收率为90%～110%,表明该方法可用于实际水样检测.     

干热法及大分子拥挤体系制备的共价复合物的物化性质

通过干热法和大分子拥挤体系分别制备大豆7S球蛋白-葡聚糖共价复合物,讨论不同反应体系制备的产物的物化性质差异.根据糖基化产物在7S等电点(p H=4.8)和中性条件(p H=6.5)下的溶解性将其分成两组分,对其接枝度、蛋白质二级结构、内置荧光和浊度进行分析.结果表明:在大分子拥挤环境下,7S在液相环境中发生了一定程度的水解,生成小分子的肽链,有利于多糖的共价接入;MC48(p H=4.8时制得,大分子拥挤体系)中主要是接枝程度较高的糖基化产物,MC65(p H=6.5时制得,大分子拥挤体系)中含有的糖基化产物接枝度较低,且程度不均匀;干热法制备得到的DH48(p H=4.8时制得)和DH65(p H=6.5时制得)接枝度较低,差异性不及大分子拥挤环境显著.SDSPAGE、圆二色光谱、内置荧光分析结果表明,大分子拥挤环境下制得的MC48和MC65物化性质差异显著,而干热法制得的DH48和DH65的物化性质差异不明显.     

CdTe量子点对HeLa细胞的初步标记

采用巯基丙酸作为稳定剂在水相中合成了水溶性的CdTe量子点,并通过量子点外层包被的羧基实现了量子点与兔抗人癌胚抗原抗体和山羊抗兔免疫球蛋白的链接.把链接了兔抗人癌胚抗原抗体的量子点溶液和链接山羊抗兔免疫球蛋白的量子点溶液作为荧光探针,利用直接法和间接法分别对HeLa活细胞和固定细胞进行了标记.通过荧光显微镜成像观察到直接法和间接法均可以对HeLa细胞进行标记,但间接法具有更好的特异性,表明可以通过癌细胞表面的癌胚抗原与抗体之间的免疫反应实现对癌细胞的荧光标记.