量子點與細菌相互作用的研究.pdf

1、隨著技術進步，量子點（quantum dots）的應用深入到生命科學，醫(yī)療、照明及顯示技術、光伏技術等各個領域。量子點與生物之間的相互作用關系也引起人們的關注。細菌作為一類簡單且常見生物，在人類生活和生態(tài)環(huán)境中占重要地位。因此研究量子點與細菌之間相互作用具有重要意義。本文合成了一系列不同表面修飾的水溶性量子點，研究了量子點與幾種細菌間的相互作用關系，在此基礎上提出了一些簡單的方法利用量子點對細菌標記和檢測，主要內(nèi)容如下：
　　（1

2、）陽離子量子點與細菌的相互作用。合成了巰基乙胺（CA）為配體的CdTe/ZnS陽離子型量子點（QDs-CA）。量子點可以強烈地吸附在細菌菌體表面，量子點吸附在菌體表面后被大腸桿菌（E. coli）顯著地淬滅，而枯草芽孢桿菌（B. subtilis）淬滅作用不明顯。分析了細菌吸附 QDs-CA的機理和大腸桿菌引起的QDs-CA淬滅的機理。對于革蘭氏陽性菌B. subtilis，通過其表面磷壁酸分子上大量的負電荷基團，吸附和結(jié)合帶正電的QD

3、s-CA。對于革蘭氏陰性菌E. coli，則通過細菌外膜上的脂多糖或者磷脂分子表面的帶負電的磷酸基團吸附QDs-CA，量子點吸附在E. coli外膜的膜脂表面并發(fā)生聚集引起量子點熒光淬滅。研究還發(fā)現(xiàn) QDs-CA可以吸附在細胞膜上并導致類似的熒光淬滅現(xiàn)象。這一工作證明了量子點表面的電荷性質(zhì)在量子點與細菌細胞的相互作用中起重要作用。利用陽離子量子點的對細菌的吸附效應，可以很容易實現(xiàn)對細菌的熒光標記，利用G-菌和G+菌與陽離子量子點相互作用

4、的差異對細菌革蘭氏陰陽性進行檢測和分析。
　?。?）研究了二價陽離子存在下陰離子量子點與細菌相互作用。合成了兩種表面帶羧基配體的量子點。研究發(fā)現(xiàn)在一定濃度的二價陽離子Ca2+或Mg2+存在條件下，量子點會吸附在大腸桿菌或枯草芽孢桿菌表面，使細菌標記上熒光。且量子點的吸附依賴于二價陽離子的存在，除去二價陽離子量子點即從菌體脫去。研究證明量子點的吸附是通過量子點表面帶負電的羧基基團與細菌表面帶負電的基團通過二價陽離子的橋接作用完成。這

5、一研究結(jié)果為之前所報道的利用CaCl2感受態(tài)細菌轉(zhuǎn)化法來使量子點標記細菌的方法提出了一個機制，即量子點主要是通過Ca2+的靜電橋接作用吸附到感受態(tài)細菌表面使得細菌標記上熒光。這一結(jié)果說明在水體中一定濃度的二價陽離子可以促進這類陰離子量子點在微生物細胞表面的吸附，從而增加它們之間的相互作用。
　　（3）研究了陰離子量子點與各種通透性處理的大腸桿菌之間的相互作用。首先在水相合成了TGA穩(wěn)定的CdTe量子點和GSH穩(wěn)定的CdTe/ZnS

6、量子點。使用了三種不同類型的通透性處理方法對細菌進行處理，發(fā)現(xiàn)氯仿-SDS或溶菌酶-EDTA處理的大腸桿菌可以被量子點標記，滲透沖擊處理后的細菌則沒有被標記。構(gòu)建了表達細菌堿性磷酸酶PhoA的工程菌，通過檢測通透性處理后細菌PhoA釋放和量子點標記分析了各通透性處理對細菌的作用原理和特點。利用量子點標記研究了溶菌酶-EDTA處理細菌的菌種差異和作用條件差異對細菌作用的影響，從而建立了一種簡單的方法利用量子點標記分析和評估溶菌酶或者其他方