硫掺杂氮化碳纳米微球的制备及光催化杀菌性能研究

目的 制备硫掺杂氮化碳纳米微球,并对其光催化杀菌性能进行研究。方法 采用一步法制备常规石墨烯相氮化碳(graphite phase carbon nitride, GCN),并采用超分子自组装法制成具有微球结构的GCN,并在高温条件下进行硫掺杂(记为S-GCN)。通过X射线衍射,X射线光电子能谱以及傅里叶红外光谱等方法对制备的纳米微球材料进行表征,通过平板计数法来验证该材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的光催化杀菌效果,并采用扫描电镜和透射电镜观察杀菌前后的细菌形态和细胞膜完整性。结果 与常规块状石墨烯相氮化碳相比,在微观层面,硫掺杂氮化碳纳米微球呈圆形,此结构使光催化剂的比表面积增加,在分子层面,S原子取代GCN中部分N原子,形成C-S键,降低了光催化材料的光生电子-空穴复合速率。在抗菌活性方面,常规GCN在60min内对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌灭菌率是73.2%和76.3%,而S-GCN灭菌率则达到98.8%和99.9%,提高了光催化剂的杀菌性能。扫描电镜和透射电镜的结果证明,光催化剂能够改变细菌形态以及破坏细胞膜的完整性。结论 S-GCN纳米微球对食源性致病菌有较好的灭活能力,有望成为新型食品安全控制技术。

团头鲂Toll样受体Ⅱ基因的克隆与表达分析

为了研究团头鲂(Megalobrama amblycephala)TLR2(ma TLR2)在抗嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)感染中的作用,本实验克隆了ma TLR2基因的c DNA全长。结果显示:ma TLR2基因c DNA的全长包括2923 bp,编码792个氨基酸。预测得到的ma TLR2的结构域包括一个信号肽、氨基端的亮氨酸重复基序(LRRs)、跨膜结构域(TM)和一个胞内的Toll/白介素(IL)-1受体区(TIR)。在嗜水气单胞菌感染后,团头鲂头肾中,TLR2的表达量在6 h时显著升高。TLR2下游相关的炎症细胞因子TNF-α的表达量也显著上调。结果表明ma TLR2在嗜水气单胞菌感染团头鲂后的免疫应答中起到了重要作用。

团头鲂NOS2基因的克隆和组织表达分析

为了探究诱导型一氧化氮合酶(NOS2)在嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)感染团头鲂(Megalobrama amblycephala)时发挥的作用,克隆并分析了团头鲂NOS2基因。结果显示,NOS2基因的cDNA序列全长4 215 bp,编码1 080个氨基酸。氨基酸序列同源性分析表明,团头鲂NOS2基因与草鱼NOS2基因的相似性最高,达95%。进化关系分析表明,团头鲂NOS2基因与鲤科鱼类NOS2基因聚在一支。实时荧光定量PCR检测的结果表明,在嗜水气单胞菌感染团头鲂后,NOS2基因在肝脏和头肾中被诱导表达;在脾脏中NOS2基因在3 h被诱导表达,其余时间点表达量显著下调;在肠道组织中NOS2基因在3 h下调表达,在6 h有微弱的上调,之后趋于稳定。研究结果为进一步探索NOS2基因在嗜水气单胞菌感染团头鲂后免疫应答中发挥的作用打下基础。

氮化碳与壳聚糖联合作用对沙门氏菌脂质代谢的影响

目的:以鼠伤寒沙门氏菌为研究对象,从细菌脂质代谢层面探究氮化碳-壳聚糖复合溶胶作用下的杀菌机理。方法:基于透射电子显微镜和蛋白泄露分析氮化碳和壳聚糖联用对细菌细胞壁膜的破坏,并采用脂质代谢组学,通过差异代谢物功能及其调控网络从细菌脂质代谢水平探究杀菌机理。结果:与单独使用氮化碳或壳聚糖相比,复合溶胶对鼠伤寒沙门氏菌细胞壁膜的损伤程度更大。脂质代谢中明显上调和下调的差异代谢物分别为203个和95个,主要集中在与细胞膜构成骨架相关的脂肪酸类、甘油磷脂类和糖脂类中。代谢物功能和调控网络分析表明,复合溶胶处理后,细菌脂肪酸生物合成、甘油磷脂代谢、亚油酸代谢、四烯酸代谢等代谢通路被破坏,细胞的能量代谢、物质运输和信号传导等生长代谢过程产生紊乱,进而导致细菌死亡。结论:本研究从脂质代谢角度揭示,氮化碳与壳聚糖联合破坏沙门氏菌的代谢通路,特别是与脂质代谢相关的通路,导致细菌代谢紊乱并死亡。这为光催化材料的杀菌机制提供了理论依据。