【摘要】：碳量子點(diǎn)(Carbon quantum dots)作為一類新興的熒光碳納米材料,因其優(yōu)良的物化特性而廣受關(guān)注,已然成為碳納米材料研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。十幾年來(lái),CQDs已被證實(shí)在眾多領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。隨著對(duì)CQDs合成與應(yīng)用的廣泛開(kāi)展,越來(lái)越多的人開(kāi)始關(guān)注CQDs的毒性效應(yīng)。考慮到其納米尺寸、豐富的表面官能團(tuán)以及優(yōu)良的熒光性質(zhì)和光電轉(zhuǎn)移特性等,CQDs可能給生物體和環(huán)境帶來(lái)負(fù)面影響。本文以檸檬酸基含氮碳量子點(diǎn)(N-CQDs)為實(shí)驗(yàn)材料,以光合細(xì)菌Rhodopseudomonas acidophila為受試生物,探討N-CQDs對(duì)光合細(xì)菌R.acidophila生長(zhǎng)的影響及其作用機(jī)制。結(jié)果如下:(1)以檸檬酸為碳源、乙二胺為氮源,通過(guò)水熱合成法制備氮摻雜碳量子點(diǎn)(N-CQDs),證實(shí)了N-CQDs富含羥基、羧基、氨基等官能團(tuán),平均粒徑約為6.72nm,顆粒分散均勻,其水溶液在紫外燈照射下能發(fā)射較強(qiáng)的藍(lán)色熒光,相對(duì)熒光量子產(chǎn)率為19.76%。(2)通過(guò)分析R.acidophila的生理指標(biāo),研究N-CQDs對(duì)光合細(xì)菌R.acidophila生長(zhǎng)狀況的影響。結(jié)果表明,在光強(qiáng)為4500 lux時(shí),N-CQDs會(huì)抑制R.acidophila的生長(zhǎng),降低其生物量,且呈現(xiàn)濃度依賴性;N-CQDs誘導(dǎo)R.acidophila菌體中類胡蘿卜素含量的提高,但使其菌綠素含量降低;N-CQDs誘導(dǎo)細(xì)菌總超氧化物歧化酶活性的升高,導(dǎo)致丙二醛的積累,對(duì)細(xì)胞膜造成損傷,進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)含物如光合色素、蛋白質(zhì)等的大量外泄;PI染色和SEM圖片證實(shí)N-CQDs對(duì)R.acidophila存在膜接觸損傷。研究發(fā)現(xiàn),N-CQDs對(duì)R.acidophila的生物毒性,主要是由膜接觸損傷和氧化脅迫兩種作用造成的。(3)通過(guò)分析R.acidophila的生理指標(biāo),研究不同光強(qiáng)下(3000 lux、6000 lux、10000 lux)N-CQDs對(duì)R.acidophila生長(zhǎng)的作用情況。結(jié)果表明,在低光強(qiáng)下(3000lux),N-CQDs抑制R.acidophila的生長(zhǎng)代謝能力,延長(zhǎng)其進(jìn)入穩(wěn)定期的時(shí)間,并且降低其生物量;N-CQDs會(huì)降低菌綠素的含量,導(dǎo)致類胡蘿卜素的積累,誘導(dǎo)細(xì)菌總超氧化物歧化酶活性的升高,提高丙二醛的含量,從而引起細(xì)菌的氧化應(yīng)激反應(yīng),導(dǎo)致細(xì)胞膜的損傷,胞內(nèi)蛋白質(zhì)外泄;總超氧化物歧化酶活性的變化說(shuō)明低光強(qiáng)下(3000 lux)R.acidophila受到弱光和N-CQDs的雙重脅迫。而高光強(qiáng)下(6000 lux和10000 lux),R.acidophila的生長(zhǎng)代謝能力被光照激活,N-CQDs刺激細(xì)菌合成和積累光合色素、胞內(nèi)蛋白等的物質(zhì),表現(xiàn)為刺激細(xì)菌的生長(zhǎng)。
【圖文】：

第一章 緒論（2）不同劑量的 N-CQDs 對(duì) R. acidophila 生長(zhǎng)過(guò)程的影響及其原因；（3）不同光強(qiáng)下 N-CQDs 對(duì) R. acidophila 生長(zhǎng)過(guò)程的影響及其原因�；痉桨溉缦聢D：

200 300 400 500 600 7000.00.51.01.5熒光強(qiáng)度(a.u.)吸光度(a.u.)波長(zhǎng)(nm)0250500750(c)圖 2.1 N-CQDs 的紫外-可見(jiàn)吸收（a）、激發(fā)（b）、發(fā)射（c）光譜Fig 2.1 The UV-vis absorption (a), excitation (b) and emission (c) spectra of N-CQDs圖 2.2 是 N-CQDs 水溶液在自然光和紫外燈下的照片。N-CQDs 的水溶液在自然光下為淡黃色透明液體，長(zhǎng)時(shí)間放置無(wú)析出、無(wú)沉淀；在 365 nm 的手持紫外燈直射下，，N-CQDs 溶液顯現(xiàn)明亮藍(lán)色熒光，這與 450 nm 處的發(fā)射一致。(a) (b)
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：X172;TB383.1;O657.3

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本文編號(hào)：2690836