硫化钼量子点在光照条件下的抗菌性能研究

发布时间：2020-08-04 14:10

【摘要】：研究目的:近年来,新型纳米材料的快速涌现为解决细菌污染问题提供了新的思路。一些类型的纳米材料,如金属纳米材料和碳纳米材料,因具备良好的抗菌性能,受到人们的广泛关注和研究。然而,金属基和碳基纳米材料的生物毒性问题严重阻碍了其进一步应用。因此,发展具有高效抗菌活性和生物相容性好的新型纳米材料备受关注。二硫化钼(molybdenum disulfide,MoS_2)纳米材料由于其优越的理化性质而备受关注。随着MoS_2纳米材料尺寸和层厚的逐渐减小,所形成的MoS_2量子点(quantum dots,QDs)在光照条件下的催化性能显著提高,具有潜在的抗菌应用前景。然而,关于MoS_2QDs的抗菌光动力治疗的研究却鲜有报道。因此,本论文将重点研究光照条件下MoS_2QDs的光化学性质和抗菌能力。研究方法:选用有机溶剂超声剥离法合成硫化钼纳米片(MoS_2 Nanosheets,MoS_2NSs)和MoS_2QDs。利用透射电子显微镜,拉曼光谱,粉末衍射仪等对不同形态的MoS_2纳米材料进行表征。通过电子自旋共振波谱仪(Electron Spin Resonance,ESR)检测光激发的MoS_2QDs的光化学性质。以金黄色葡萄球菌(S.aureus,Staphylococcus aureus)和大肠杆菌(E.coli,Escherichia coli)作为研究对象,研究不同形貌的MoS_2纳米材料在光照条件下的抗菌性能,以及促伤口愈合的效果。结果与结论:(1)AFM和TEM结果表明所制备的MoS_2NSs厚度为(2.0±0.5)nm,MoS_2QDs大小小于10 nm,厚度为(0.75±0.25)nm。通过ESR光谱研究了光激发的MoS_2QDs的光化学性质,表明光激发MoS_2QDs可以产生羟基自由基、超氧和单线态氧,且产生与材料的浓度有关;(2)在光照条件下,不同形貌的硫化钼的抑菌效果显示为MoS_2QDsMoS_2NSsMoS_2。其抑菌机理为:与MoS_2NSs相比,MoS_2QDs更有效地促进电子-空穴对的产生和分离,光激发条件下的MoS_2QDs产生活性氧介导氧化应激杀死细菌。(3)在小鼠伤口感染治疗模型中,通过拍照和对伤口面积的数据结果统计发现联合光照和MoS_2QDs处理的实验组,与对照组和单独光照组相比,显著缩短了伤口愈合的周期。(4)通过细胞实验对MoS_2QDs进行体外安全性评估,结果表明MoS_2QDs在杀死细菌的同时并未对周边细胞造成损伤,显示了MoS_2QDs良好的生物安全性。上述研究结果阐明了MoS_2QDs的光化学行为和由此产生的抗菌活性,对推动MoS_2纳米材料作为光动力抗菌剂在生物领域的应用发展具有极大的帮助作用。
【学位授予单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TB383.1;TS201.3
【图文】：

分子结构图,自上而下

图1.1分子结构图

二硫化钼,合成路线,领域

二硫化钼量子点的合成路线

示意图,二硫化钼,量子点,N-乙酰-L-半胱氨酸

图 1.2 二硫化钼量子点合成示意图g.1.2 Schematic representation of the synthesis procedure to obtain MoS2Q法合成浴中，将钼酸铵 ( 0.3179 g ) 和 N-乙酰-L-半胱氨酸 ( 0.195

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