二氧化鈦及其復(fù)合物在抗菌領(lǐng)域的研究.pdf

1、本論文采用SEM.ICP-AES.熒光偏振、QDs標(biāo)記熒光電鏡等方法,研究光催化后的細(xì)胞(原核細(xì)胞大腸桿菌和真核細(xì)胞四膜蟲)受損狀況。同時(shí)還研究了多壁碳納米管(MWCNT)負(fù)載的納米Ti02材料光催化效果,并以大腸桿菌為對(duì)象探討其滅菌情況。其主要研究?jī)?nèi)容有:
　　1,將四膜蟲單獨(dú)與Ti02或紫外光作用,細(xì)胞膜有一定程度的收縮,但總體而言整個(gè)細(xì)胞仍然保持原始的橢圓形。在紫外光照射下的Ti02對(duì)四膜蟲產(chǎn)生的過氧化損傷最嚴(yán)重,細(xì)胞收縮到

2、變成梨形,表面出現(xiàn)大面積的塌陷,體表的纖毛大量脫落。熒光偏振實(shí)驗(yàn)表明反應(yīng)后的細(xì)胞膜流動(dòng)性下降。QDs標(biāo)記法測(cè)量細(xì)胞膜通透性實(shí)驗(yàn)表明,受損細(xì)胞無法將對(duì)細(xì)胞有害的外源物質(zhì)(QDs)阻擋在外面。結(jié)合細(xì)胞膜的分子結(jié)構(gòu),我們采用ATR-FTIR研究細(xì)胞膜上官能團(tuán)的變化:暴露在最外層的親水端上的胺基和P02-最容易被氧化,而內(nèi)側(cè)兩條脂肪鏈上的官能團(tuán)如—CH2、—CH3雖然有一定程度的降解,但氧化速率要慢得多。
　　2,經(jīng)過Ti02或者紫外光單

3、獨(dú)處理的大腸桿菌,LPS層遭到一定程度的破壞,但細(xì)胞仍然可以保持原始的棒狀結(jié)構(gòu)。把加入Ti02的細(xì)菌在500W紫外光照射1h,細(xì)胞外膜幾乎被完全剝離,成為橢圓或者圓形。當(dāng)LPS層遭到破壞,LPS結(jié)合位點(diǎn)上的Ca2+、Mg2+離子會(huì)流失到溶液中,破壞程度越強(qiáng),離子流失也就越多。光催化后大腸桿菌細(xì)胞膜的流動(dòng)性下降,通透性提高。暴露在強(qiáng)紫外光下的大腸桿菌,是高能量的光子破壞了細(xì)胞膜。在強(qiáng)紫外光照射下用Ti02處理的大腸桿菌,Ti02生成的自由

4、基最多,細(xì)胞破壞情況最嚴(yán)重,變成橢圓或者圓形。證明LPS、肽聚糖和磷脂分子層被破壞,而細(xì)胞內(nèi)膜仍然存在,否則細(xì)胞將會(huì)裂解,無法觀察到完整的細(xì)胞形貌。
　　3,當(dāng)MWCNTS與Ti02質(zhì)量比為1:10的時(shí)候,復(fù)合材料光催化效果最佳。該材料光降解次甲基藍(lán)的效率與純Ti02相比約提高約提高50％。不同粒徑的多壁碳納米管,粒徑越小,MWCNTs與Ti02的接觸點(diǎn)越多,其復(fù)合含量越高,更有益于電子傳導(dǎo),降低電子—空穴結(jié)合的幾率,提高催化效率

5、。TG-DSC圖譜顯示,在70℃催化劑表面吸附的水脫水去。300℃到400℃催化劑表面脫羥基化,一些有機(jī)物分解。SEM表明,用復(fù)合TiO2/MWCNTs光催化的大腸桿菌變成橢圓或者圓形。ATR-FTIR結(jié)果顯示,最外層LPS上的糖類官能團(tuán)最容易被氧化。其次是磷脂雙分子層親水端的P02-和胺基基團(tuán)。而疏水端的-CH2.-CH3峰強(qiáng)雖然有所減弱,但速度緩慢的多。C-H鍵峰的位置改變,說明碳鏈結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,分子結(jié)構(gòu)序列改變。由于細(xì)胞膜分子結(jié)構(gòu)