微量热法和荧光显微法研究CdTe量子点敏化的纳米TiO2对大肠杆菌的抗菌活性及细胞损伤机制

通过水热合成法和自组装方法分别合成了CdTe(QDs)量子点与CdTe(QDs)敏化的纳米TiO2复合物，并将CdTe(QDs)/TiO2与TiO2均配成浓度为1×10-2mol/L的悬浮液.取一小环大肠杆菌(E.coli)的营养肉汤培养基至5mLLB培养基中，则E.coli的浓度配成大约1×106cell/mL的悬浮液以作备用.在37.0℃条件下，利用LKB-2277生物活性检测仪并采用停流法进行检测，研究了CdTe(QDs)/TiO2对E.coli的抗菌行为.通过测定和分析产热功率-时间曲线，获得细胞生长速率常数(k)、最大产热功率(Pm)、传代时间(tG)以及抑制率(I)等热动力学常数.结果表明在0～4.0×10-5mol·L-1浓度范围内，生长速率常数(k)和抑制率(I)均与浓度成一定的线性关系.生长速率常数(k)和最大产热功率(Pm)随着CdTe(QDs)/TiO2的浓度增加而下降，而传代时间(tG)和抑制率(I)随着CdTe(QDs)/TiO2的浓度增加而增加；其中，CdTe(QDs)/TiO2的生长速率常数斜率(0.0001)小于TiO2的生长速率常数斜率(0.0005)，可以初步判断CdTe(QDs)/TiO2对E.coli的代谢影响较TiO2要大.TiO2和CdTe(QDs)/TiO2对E.coli代谢活性均有一定的抑制作用.在相同浓度时，CdTe(QDs)/TiO2的抑制率斜率(0.84)大于TiO2的抑制率斜率(0.26)，进一步说明了CdTe(QDs)/TiO2相比TiO2具有对E.coli更强的细菌抑制作用；结合Hadama荧光显微方法，进一步佐证了CdTe(QDs)/TiO2相对于TiO2表面结构的改变可能是导致其抗菌效果较好的主要原因之一.从而为深入揭示纳米材料影响微生物生长代谢过程的热动力学规律和细胞损伤机制提供理论支撑.