量子點(diǎn)與細(xì)菌相互作用的研究.pdf

1、隨著技術(shù)進(jìn)步，量子點(diǎn)（quantum dots）的應(yīng)用深入到生命科學(xué)，醫(yī)療、照明及顯示技術(shù)、光伏技術(shù)等各個(gè)領(lǐng)域。量子點(diǎn)與生物之間的相互作用關(guān)系也引起人們的關(guān)注。細(xì)菌作為一類簡(jiǎn)單且常見(jiàn)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(diǎn)與細(xì)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(diǎn)，研究了量子點(diǎn)與幾種細(xì)菌間的相互作用關(guān)系，在此基礎(chǔ)上提出了一些簡(jiǎn)單的方法利用量子點(diǎn)對(duì)細(xì)菌標(biāo)記和檢測(cè)，主要內(nèi)容如下：
　?。?

2、）陽(yáng)離子量子點(diǎn)與細(xì)菌的相互作用。合成了巰基乙胺（CA）為配體的CdTe/ZnS陽(yáng)離子型量子點(diǎn)（QDs-CA）。量子點(diǎn)可以強(qiáng)烈地吸附在細(xì)菌菌體表面，量子點(diǎn)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(xì)菌吸附 QDs-CA的機(jī)理和大腸桿菌引起的QDs-CA淬滅的機(jī)理。對(duì)于革蘭氏陽(yáng)性菌B. subtilis，通過(guò)其表面磷壁酸分子上大量的負(fù)電荷基團(tuán)，吸附和結(jié)合帶正電的QD

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

4、的差異對(duì)細(xì)菌革蘭氏陰陽(yáng)性進(jìn)行檢測(cè)和分析。
　?。?）研究了二價(jià)陽(yáng)離子存在下陰離子量子點(diǎn)與細(xì)菌相互作用。合成了兩種表面帶羧基配體的量子點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)在一定濃度的二價(jià)陽(yáng)離子Ca2+或Mg2+存在條件下，量子點(diǎn)會(huì)吸附在大腸桿菌或枯草芽孢桿菌表面，使細(xì)菌標(biāo)記上熒光。且量子點(diǎn)的吸附依賴于二價(jià)陽(yáng)離子的存在，除去二價(jià)陽(yáng)離子量子點(diǎn)即從菌體脫去。研究證明量子點(diǎn)的吸附是通過(guò)量子點(diǎn)表面帶負(fù)電的羧基基團(tuán)與細(xì)菌表面帶負(fù)電的基團(tuán)通過(guò)二價(jià)陽(yáng)離子的橋接作用完成。這

5、一研究結(jié)果為之前所報(bào)道的利用CaCl2感受態(tài)細(xì)菌轉(zhuǎn)化法來(lái)使量子點(diǎn)標(biāo)記細(xì)菌的方法提出了一個(gè)機(jī)制，即量子點(diǎn)主要是通過(guò)Ca2+的靜電橋接作用吸附到感受態(tài)細(xì)菌表面使得細(xì)菌標(biāo)記上熒光。這一結(jié)果說(shuō)明在水體中一定濃度的二價(jià)陽(yáng)離子可以促進(jìn)這類陰離子量子點(diǎn)在微生物細(xì)胞表面的吸附，從而增加它們之間的相互作用。
　?。?）研究了陰離子量子點(diǎn)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(diǎn)和GSH穩(wěn)定的CdTe/ZnS

6、量子點(diǎn)。使用了三種不同類型的通透性處理方法對(duì)細(xì)菌進(jìn)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(diǎn)標(biāo)記，滲透沖擊處理后的細(xì)菌則沒(méi)有被標(biāo)記。構(gòu)建了表達(dá)細(xì)菌堿性磷酸酶PhoA的工程菌，通過(guò)檢測(cè)通透性處理后細(xì)菌PhoA釋放和量子點(diǎn)標(biāo)記分析了各通透性處理對(duì)細(xì)菌的作用原理和特點(diǎn)。利用量子點(diǎn)標(biāo)記研究了溶菌酶-EDTA處理細(xì)菌的菌種差異和作用條件差異對(duì)細(xì)菌作用的影響，從而建立了一種簡(jiǎn)單的方法利用量子點(diǎn)標(biāo)記分析和評(píng)估溶菌酶或者其他方