基于金核银壳的SERS探针构建及其在细菌检测和抗菌性能的研究

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细菌的快速检测和抗菌活性研究对于食品安全、环境检测和人类健康至关重要。表面增强拉曼散射(Surface enhanced Raman scattering,SERS)技术具有灵敏度高、光学稳定性好、检测速度快、检测范围宽和可提供生物样品高分辨的“指纹”信息等优势,其在生物分析应用中备受关注。另一方面,近年来各种多功能纳米探针的抗菌性能研究备受关注。本论文中,我们构建了基于金核银壳(Au@Ag NPs)的SERS探针用于细菌检测和抗菌性能研究。具体内容如下:(1)基于Au@Ag NPs的疏水SERS基底用于细菌检测:将银壳厚度为7 nm的Au@Ag NPs作为SERS探针,用癸基三氯硅烷修饰的玻片作为疏水基底,通过纳米粒子的自组装构建了基于Au@Ag NPs的疏水SERS基底;利用不同细菌具有各异拉曼指纹峰的特点,对大肠杆菌(Escherichia coli,E.coli)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S.aureus)和铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,P.aeruginosa)进行定量分析,在1×105CFU/m L到1×108CFU/m L的浓度范围内,相应的SERS强度变化和细菌浓度对数之间存在一定的线性关系,细菌的最低检测浓度为103CFU/m L;在此基础上,SERS数据结合判别分析法能有效区分三种细菌。(2)Au@Ag NPs的银壳刻蚀及其抗菌活性研究:将具有优异SERS性能的Au@Ag NPs用于细菌的抗菌研究。以铁氰化钾(K3[Fe(CN)6])为银刻蚀剂,通过氧化刻蚀Au@Ag NPs的银壳并释放Ag+离子来实现抑菌目的,构建了集细菌检测和抗菌作用于一体的纳米探针。结果表明,Au@Ag NPs刻蚀后产生的Ag+具有广谱的抑菌效应,对革兰氏阴性菌(E.coil和P.aeruginosa)的最小抑菌浓度(MIC)值为1.43μmol/L,而对于革兰氏阳性菌(S.aureus)的MIC为2.86μmol/L。在相同条件下单独四环素分子对E.coil的最小抑菌浓度值为4.50μmol/L,对S.aureus为2.81μmol/L,表明Au@Ag NPs刻蚀银壳后具有优异的抗菌性能。
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