研究目的
研究金/二氧化钛(Au/TiO?)纳米颗粒表面等离子体共振带(SPR)在可见光下引发的光催化杀菌效应——该效应促使电子从金纳米颗粒注入二氧化钛导带并生成金离子,同时探究金离子对部分革兰氏阴性菌生长及生物膜形成的影响。
研究成果
该研究表明,在可见光照射下,Au/TiO?纳米颗?;嵋⒌缱幼⑷氩⑸删哂猩本饔玫慕鹄胱?。金离子能抑制生物膜形成并导致细胞死亡,其作用机制与银离子不同。这项研究揭示了光催化和抗菌特性,为消毒应用提供了潜在方向,但需进一步研究以阐明完整机制并优化实际应用。
研究不足
该研究仅限于特定的细菌菌株和条件;金离子的完整杀菌机制尚未完全明确,且对哺乳动物细胞或体内应用的影响也未进行探究。实验是在受控的实验室环境下进行的,可能无法完全复现现实环境。
1:实验设计与方法选择:
本研究通过光催化还原法制备Au/TiO?纳米颗粒,采用光谱与显微技术进行表征,并利用飞秒激光光谱观测电子注入过程。在可见光照射下开展细菌灭活实验,通过微生物学方法评估金离子对细菌生长及生物膜的影响。
2:样本选择与数据来源:
样本包含Au/TiO?纳米颗粒、多种革兰氏阴性菌株(大肠杆菌AB1157、铜绿假单胞菌PAO1、嗜蛋白菌94)及HAuCl?等化学试剂,数据来源于实验室实验与测量。
3:铜绿假单胞菌PAO嗜蛋白菌94)及HAuCl?等化学试剂,数据来源于实验室实验与测量。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括飞秒激光系统(Spectra-Physics)、分光光度计、电子显微镜(蔡司SEM、LEO TEM)、日亚LED光源、卤钨灯、离心机、微孔板读数仪(Bio-Rad)、共聚焦显微镜(蔡司LSM 510)。材料包含TiO? P25、HAuCl?、甲醇、PEG4000、细菌培养基及纳米颗粒合成用化学品。
4:HAuCl?、甲醇、PEG细菌培养基及纳米颗粒合成用化学品。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:流程涵盖纳米颗粒合成、光源辐照、瞬态吸收光谱测量、细菌培养与灭活动力学研究、生物膜形成检测及统计分析,具体步骤包括离心、清洗、辐照及特定时间点的数据采集。
5:数据分析方法:
采用Microsoft Excel软件进行统计分析(均值、标准差、t检验),并对光谱数据进行群延迟色散校正。
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femtosecond laser
Spectra-Physics
Spectra-Physics
Used for pump-probe spectroscopy to register transient absorption spectra of Au/TiO2 colloids.
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G25-SUPRA 25en01
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Used to obtain SEM images of Au nanoparticles and Au/TiO2 nanoparticles.
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NVision 40
Carl Zeiss
Equipped with X-ray detector for microanalysis of Au/TiO2 nanoparticles.
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LEO 912 AB Omega
Carl Zeiss
Used for TEM imaging of Au/TiO2 nanoparticles.
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Used as a light source for irradiation experiments on Au/TiO2 nanoparticles.
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Linyi Yuhang Lighting Electric Appliance Co, Ltd
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Used for measuring optical density of bacterial cultures and biofilms.
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TiO2
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Used as the base material for preparing Au/TiO2 nanocomposites.
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Used as a precursor for synthesizing Au nanoparticles.
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Used for centrifugation to precipitate nanoparticles.
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