论文部分内容阅读
水源细菌污染已经成为破坏生态环境、危害公共健康的全球性问题。传统水体消毒方法普遍存在降解效率低、适用范围有限、会产生二次污染等问题，这些不利因素使其在实际应用中备受局限。因此，开发高效节能、环境友好的水体治理技术十分必要。TiO2基可见光催化剂由于能充分利用太阳能，运行成本低、绿色环保等优点而受关注。然而，TiO2本体只能响应紫外光，使得TiO2基可见光催化剂的催化活性有待进一步提升。Ag/AgX(X=Cl,Br,I)等离子体光催化剂因Ag NPs的表面等离子体共振（SPR）效应而具有高催化效率。鉴于此，本研究在室温下利用多巴胺介导的仿生矿化法一步制备得到TiO2-Ag-AgCl光催化剂。对TiO2-Ag-AgCl光催化剂的形貌、晶相、元素组成和光学性能进行表征，从细胞及分子层次研究TiO2-Ag-AgCl对E.coli的抗菌活性及作用机制，旨在为开发新型抗菌剂提供新思路。试验结果如下：
1.成功制备TiO2-Ag-AgCl光催化剂，且证明TiO2-Ag-AgCl在可见光照射下对E.coli具有高效的高抗菌活性。循环试验表明，经过5次循环使用后，TiO2-Ag-AgCl仍能够杀灭99%的E.coli。细胞毒性试验表明，TiO2-Ag-AgCl细胞毒性较小。当材料浓度达到500μg/mL时，仍有58.8%的HUVEC细胞存活，而E.coil细胞死亡率趋近100％。
2.TiO2-Ag-AgCl光催化剂能够有效破坏E.coli生物被膜。FESEM观测结果显示，未经处理的E.coli生物被膜细胞密集聚集，且光滑完好，但随光照时间增长，E.coli细胞逐渐分散、变形直至破碎；且CV法测定结果显示，随光照时间增长，细胞被膜染色逐渐变浅，进一步证实上述结论。
3.TiO2-Ag-AgCl光催化剂在可见光照射下能有效破坏E.coli细胞结构，使细胞随光照时间增长而逐步变形、皱缩直至破裂；其中起决定作用的主要活性物质为h+和·O2-；悬浮液中的Ag+对E.coli无明显影响。
4.RNA-seq结果表明，可见光激发下TiO2-Ag-AgCl光催化剂能够使E.coli细胞外膜相关基因ompX和ompA表达上调，起重要作用的基因ahpC、ypfH和ompX表达上调。
1.成功制备TiO2-Ag-AgCl光催化剂，且证明TiO2-Ag-AgCl在可见光照射下对E.coli具有高效的高抗菌活性。循环试验表明，经过5次循环使用后，TiO2-Ag-AgCl仍能够杀灭99%的E.coli。细胞毒性试验表明，TiO2-Ag-AgCl细胞毒性较小。当材料浓度达到500μg/mL时，仍有58.8%的HUVEC细胞存活，而E.coil细胞死亡率趋近100％。
2.TiO2-Ag-AgCl光催化剂能够有效破坏E.coli生物被膜。FESEM观测结果显示，未经处理的E.coli生物被膜细胞密集聚集，且光滑完好，但随光照时间增长，E.coli细胞逐渐分散、变形直至破碎；且CV法测定结果显示，随光照时间增长，细胞被膜染色逐渐变浅，进一步证实上述结论。
3.TiO2-Ag-AgCl光催化剂在可见光照射下能有效破坏E.coli细胞结构，使细胞随光照时间增长而逐步变形、皱缩直至破裂；其中起决定作用的主要活性物质为h+和·O2-；悬浮液中的Ag+对E.coli无明显影响。
4.RNA-seq结果表明，可见光激发下TiO2-Ag-AgCl光催化剂能够使E.coli细胞外膜相关基因ompX和ompA表达上调，起重要作用的基因ahpC、ypfH和ompX表达上调。