研究目的
开发一种利用多巴胺辅助工艺制备负载Ag/TiO2纳米粒子的抗菌玻璃表面的简便方法,该方法具有长期抗菌效果。
研究成果
所开发的基于多巴胺辅助的方法成功制备了Ag/TiO?纳米颗粒修饰的玻璃表面,在可见光照射下对革兰氏阴性菌和革兰氏阳性菌均表现出优异的抗菌活性。该表面在PBS缓冲液中保存60天后仍保持高效抗菌性能(>99%),展现出长期稳定性。聚多巴胺薄膜在防止银颗粒团聚及增强银与二氧化钛相互作用方面发挥了关键作用。该方法在医疗器械和环境治理领域具有广阔应用前景。
研究不足
该研究聚焦于玻璃表面及特定菌株(大肠杆菌和枯草芽孢杆菌);该方法可能需针对其他基底或细菌进行优化。长期稳定性仅在PBS溶液中测试,实际环境条件可能有所不同。银含量较低(0.24原子%),虽有利于稳定性,但在更严苛条件下可能限制其可扩展性或效能。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用多巴胺辅助溶胶-凝胶法制备Ag/TiO?纳米颗粒修饰的玻璃表面。研究原理是利用聚多巴胺(PDA)作为粘合剂和还原剂固定TiO?与银纳米颗粒,从而增强可见光下的抗菌性能。理论模型包括利用PDA还原银离子并螯合TiO?,以及采用Tauc方程计算带隙。
2:样本选择与数据来源:
以钠钙玻璃载玻片(10×20×0.5 mm)为基底。菌株选用购自中国普通微生物菌种保藏中心的革兰氏阴性大肠杆菌K-12和革兰氏阳性枯草芽孢杆菌ATCC 6633。
3:5 mm)为基底。菌株选用购自中国普通微生物菌种保藏中心的革兰氏阴性大肠杆菌K-12和革兰氏阳性枯草芽孢杆菌ATCC 6633。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单: 设备:场发射扫描电子显微镜(SEM;德国蔡司SIGMA)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD;日本Ultima IV)、X射线光电子能谱仪(XPS;德国Ion-TOF Qtac-100 LEISS)、紫外-可见分光光度计(日本岛津UV-2550)、电感耦合等离子体质谱仪(德国Thermo Electron IRIS intrepid II xsp)、共聚焦激光扫描显微镜(德国蔡司LSM 710)、高压灭菌锅、摇床培养箱、马弗炉、对流烘箱。
4:0)、电感耦合等离子体质谱仪(德国Thermo Electron IRIS intrepid II xsp)、共聚焦激光扫描显微镜(德国蔡司LSM 710)、高压灭菌锅、摇床培养箱、马弗炉、对流烘箱。 材料:
4. 实验流程与操作步骤: - 玻璃表面PDA膜制备:清洗载玻片后浸入DOPA溶液(2 mg/mL Tris-HCl缓冲液,pH 8.5)中振动处理24小时,洗涤干燥。
5:实验流程与操作步骤:
5. 数据分析方法:SEM与EDS进行形貌及元素分析;XRD进行物相鉴定;XPS分析化学状态;紫外-可见光谱结合Tauc方程计算带隙;ICP-MS定量分析银含量;平板涂布法进行菌落计数;CLSM进行荧光成像与存活评估。
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