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纤维素是自然界中储备量最大、易再生的资源,有效利用这一类资源无疑是绿色、经济的。其中细菌纤维素(Bacterial Cellulose,BC)较其他来源的纤维素有纯度高、结晶度高、良好的生物相容性等优点,日益引起研究者的兴趣。细菌纤维素已经被广泛应用于如生物医药、电学材料和光学材料等等领域。同时,圆偏振光可以包含、传递比一般光源更为丰富的信息,因此在诸多领域如光学显示器件、信息加密材料、生物编码、光学信息存储和光学器件等备受关注。其他形式的纤维素尤其是晶态纳米纤维素的圆偏振性能已有不少研究,而细菌纤维素的圆偏振性能尚未见报道。基于以上,本文围绕细菌纤维素的圆偏振荧光(Circularly Polarized Luminescence,CPL)性能和细菌纤维素的改性主要做了以下工作:(1)首次制备细菌纤维素为手性基质的新型圆偏振荧光材料。目前圆偏振发光材料面临的主要挑战是制备繁琐、性能不佳。本文利用细菌纤维素膜自身长程的各向异性结构导致的手性和优越的溶胀性,通过将发光物溶液滴加在细菌纤维素膜上这样简单的方法制备了能产生左旋圆偏振荧光的复合膜材料,其不对称因子glum在10-3-10-2,最大可以达到0.03,与大多数的现有有机圆偏振荧光材料处于同一数量级。该体系中不对称因子受许多因素的影响,如荧光强度、发光物负载量和BC膜的厚度等。细菌纤维素可以装载多种类型的发光物,对发光物的颗粒大小、表面电荷等兼容性高,且都能产生圆偏振荧光。此制备圆偏振荧光材料的方法具有一定的普适性,可以用于其他有手性的纤维素的圆偏振荧光材料的制备,且该方法简单、易操作,具有良好的开发与应用前景。(2)制备了发光物-细菌纤维素膜-纤维素手性纳米光子晶体膜的复合膜,并研究了其圆偏振荧光性能。通过原位组装的方式成功构筑发光物-细菌纤维素复合膜,将发光物添加至木质醋酸杆菌(Acetobacter xylinum,A.xylinum)培养基中,在细菌纤维素产生的同时将发光物组装在细菌纤维素的纤维网络中。且原位组装法有一定的普适性,可以组装多种发光物如金簇和碳量子点等。再将晶态纳米纤维素放在发光物-细菌纤维素复合膜上进行原位复合。复合膜为柔性、透光薄膜,保留了晶态纳米纤维素膜(Cellulose Nanocrystals,CNC)的手性光子晶体结构,能选择性地反射左旋圆偏振荧光,透过右旋圆偏振荧光。复合膜左旋圆偏振光的glum可达0.2,右旋圆偏振光的glum可达-0.24,并且右旋圆偏振光的glum总是略大于左旋圆偏振光。禁带位置对其不对称因子有很大影响,当禁带位置与入射荧光的荧光峰重叠最大时,glum最大,反之glum越小。(3)通过基因工程技术对细菌纤维素进行改性,制备细菌纤维素-几丁质复合膜的圆偏振荧光材料。将以N-乙酰葡糖胺(N-acetylglucosamine,GlcNac)为起始底物生物合成几丁质的三个酶在木质醋酸杆菌中进行表达,改造木质醋酸杆菌产生细菌纤维素的生物合成途径,最终获得了生物合成的细菌纤维素和几丁质的复合物。为此改造了两个商业产品质粒pUC19和pBBR122,使其多克隆位点更适合用于本文目的基因的克隆与表达。构建了含有以GlcNac为起始底物生物合成几丁质的三个酶(AGM1、UAP1、NAG5)和bla启动子的克隆质粒和表达质粒。并将表达质粒转化入木质醋酸杆菌,并生物合成了的细菌纤维素和几丁质的复合物。改性后的产物mA-GlcNac的为I型纤维素,其中Iα晶型较mA-Glu减少,纤维比较弥散,mA-GlcNac中Glu:GlcNac约为56:1。细菌纤维素和几丁质的复合物mA-GlcNac具有圆偏振荧光能力,可产生左旋圆偏振荧光,其不对称因子glum可达0.02。