1 1.昆明理工大学 材料科学与工程学院，昆明 650031
2 2.塔什干都灵工业大学, 塔什干 100095, 乌兹别克斯坦
光催化以其反应条件温和、能直接利用太阳能转化为化学能的优势, 而备受科研人员的关注。如何拓展光谱吸收范围及阻止光生“电子-空穴”复合, 是目前光催化研究领域的热点。本工作通过阳极氧化制备出非晶TiO2纳米管(TiO2NTs), 利用机械液压法将熔融铟锡合金压入非晶TiO2中, 得到In9.45Sn1/TiO2NTs, 再经高温煅烧后得到ITO/TiO2NTs复合材料。实验对比了TiO2NTs、In9.45Sn1/TiO2NTs与ITO/TiO2NTs对去除水溶液中亚甲基蓝的光催化性能, 在180 min光照下, ITO/TiO2NTs的降解效果最佳, 降解效率达96.14%。利用紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)研究了TiO2NTs、In9.45Sn1/TiO2NTs和ITO/TiO2NTs的光吸附性能, ITO/TiO2NTs的吸光度最强。结合瞬态光电流响应、光电流密度电势、电化学阻抗谱和Mott-Schottky测试结果可知, ITO/TiO2NTs比TiO2NTs具有更高的电荷转移能力和供体密度, 抑制了空穴和电子的复合, 从而增强光电化学性能。经过五次循环后, ITO/TiO2NTs的降解效率保持在90.28%。自由基捕获实验结果表明, •O2-和•OH是光催化降解的主要活性物质。
二氧化钛 ITO 纳米管阵列 亚甲基蓝 机械液压法 titania ITO nanotube array methylene blue mechanical hydraulic method
1 广西糖资源绿色加工重点实验室, 广西科技大学生物与化学工程学院, 广西 柳州 545006
2 广西科技大学医学部, 广西 柳州 545005
氯霉素(CAP)是一种人工合成的抗生素, 通过与细菌的核糖体进行结合而抑制蛋白质合成达到抑菌目的。 长期摄入残留CAP动源性食品会导致人体发生贫血及白血病, 也会使机体产生耐药性严重危害人类健康, 许多国家规定不得在畜产品中检出CAP, 因此, 设计一种更快速简便且高特异性的CAP检测方法具有重要意义。 以CAP的巯基化适配体(SH-Apt)修饰银纳米棒阵列芯片(芯片)作SERS基底、 以DNA杂交指示剂亚甲基蓝(MB)作为拉曼信号分子, 利用CAP、 CAP适配体互补链(cDNA)与CAP适配体(Apt)竞争结合的关系, 构建了一种新型的高特异性CAP-SERS适配体传感器。 利用扫描电子显微镜(SEM)、 X射线衍射(XRD)及EDS能谱仪对芯片及CAP-SERS适配体传感器进行表征, 结果表明芯片表面均匀分布大量银元素且证明CAP-SERS适配体传感器成功制备。 在室温条件下对CAP标准样进行检测, 传感器相关性能的考察结果表明, 在0.001～10 ng·mL-1范围之间, CAP浓度的对数值(logc)与1 624 cm-1处的SERS信号强度(ISERS)存在良好的线性关系： ISERS=-971logc+1 983(R2=0.991)。 拉曼增强因子EF=1.01×107, 检测限为0.2 pg·mL-1(S/N=3), 进一步表明该基底具有良好的拉曼增强效果。 应用该传感器分别检测CAP片剂、 人血清及猪血清中的CAP, 并进行加标试验, 结果令人满意, 回收率在91.2%~120.5%之间, RSD(n=3)在0.97%~8.1%之间, 证明该传感器有良好的准确性。 该传感器具有制作简单、 灵敏度高、 选择性强、 重现性和稳定性好以及检测速度快等优点, 可望应用于实际样品中CAP的快速定量检测, 为检测CAP提供了一种新思路。
亚甲基蓝 适配体 表面增强拉曼光谱 适配体传感器 氯霉素 Methylene blue Aptamer Surface-Enhanced Raman Scattering Aptamer sensor Chloramphenicol 光谱学与光谱分析
2023, 43(11): 3445
陕西科技大学 轻化工程国家级实验教学中心, 陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室, 中国轻工业纸基功能材料重点实验室, 中国轻工业功能印刷与运输包装重点实验室, 西安 710021
光催化是一种绿色且高效的降解染料污染物的方式, 在水污染治理中应用广泛。本研究以SiO2为核层, 依次采用氧化还原法、改进的Stöber法及水热法合成SiO2@Ag@SiO2@TiO2多层核壳结构作为光催化剂用于染料污染物降解, 并探讨了硝酸银(AgNO3)、正硅酸乙酯(TEOS)、钛酸四丁酯(TBOT)等用量对包覆效果的影响。采用不同表征手段对样品的微观形貌、物相结构、孔结构参数和光电性能进行分析表征。结果表明, 当AgNO3、TEOS、TBOT与SiO2的质量比为5 : 2.4 : 6 : 1, 多层核壳结构每层均达到最优包覆效果。与SiO2@TiO2和SiO2@Ag@TiO2催化剂相比较, SiO2@Ag@SiO2@TiO2核壳结构的光催化剂具有更佳的光催化活性, 光照45 min可降解93%的MB溶液, 经4次循环后其光催化效率为90%。
核壳结构 光催化 二氧化钛 亚甲基蓝 core-shell structure photocatalysis titanium dioxide methylene blue
以Ni3［Ge2O5］(OH)4为载体, 氟钛酸铵为原料, 采用水热辅助液相沉积法制备了纳米TiO2/ Ni3［Ge2O5］(OH)4复合材料。通过X射线衍射(XRD)、拉曼光谱分析(RM)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、高分辨透射电镜(HTEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)等表征手段对样品的物相组成、结构特性及微观形貌做了检测分析, 并且探究了不同二氧化钛负载量对纳米TiO2/Ni3［Ge2O5］(OH)4复合材料光降解亚甲基蓝能力的影响规律。结果表明, 实验实现了纳米TiO2与Ni3［Ge2O5］(OH)4的紧密复合与有效分散, TiO2为锐钛矿型结构, 平均粒径20 nm。该复合材料能够有效抑制光生载流子的复合, 改善材料的吸附性能, 提高材料的光催化效率。当复合材料中TiO2与Ni3［Ge2O5］(OH)4的摩尔比为3.1∶1时, 材料对亚甲基蓝的光催化效率最高, 90 min亚甲基蓝的光降解率为99.81％。
复合材料 光催化降解 有机污染物 亚甲基蓝 TiO2 TiO2 Ni3［Ge2O5］(OH)4 Ni3［Ge2O5］(OH)4 composite material photocatalytic degradation organic pollutant methylene blue
1 1.中国科学院 上海硅酸盐研究所, 高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室, 上海 200050
2 2.上海科技大学 物理科学与技术学院, 上海 200031
3 3.北京大学 化学与分子工程学院, 稀土材料化学及应用国家重点实验室, 北京 100871
活性炭因具有高比表面积和丰富的孔结构而被广泛应用于吸附水处理中的污染物。稻壳具有独特的组成和微观结构, 是制备活性炭的优质碳源。以稻壳为原料, 利用过饱和KOH溶液的预活化和活化双重作用, 在不同温度下制备出超高比表面积活性炭。随着活化温度的升高, 活性炭的比表面积和总孔容逐渐增大。900 ℃下制得的活性炭具有超高比表面积, 达到3600 m2/g, 总孔容为3.164 cm3/g, 明显优于商用活性炭(YP-80, 比表面积为1310 m2/g, 总孔容为0.816 cm3/g)。具有最高比表面积的稻壳活性炭对亚甲基蓝的最大吸附量达到983 mg/g, 几乎是YP-80 (525 mg/g)的两倍。通过吸附动力学拟合, 吸附亚甲基蓝的过程与拟二级动力学模型一致, 表明该过程为化学吸附。
稻壳 超高比表面积 活性炭 吸附 亚甲基蓝 rice husk ultra-large specific surface area activated carbon adsorption methylene blue
1 Prokhorov General Physics Institute of the Russian Academy of Sciences, Moscow 119991, Russia
2 National Research Nuclear University MEPhI, Moscow 115409, Russia
3 Institute of Gene Biology, Russian Academy of Sciences, Moscow 119334, Russia
4 Burdenko Neurosurgical Institute, Moscow 125047, Russia
5 Serbsky National Medical Research Centre of Psychiatry and Narcology under the RF Ministry of Public Health, Moscow 119034, Russia
Frontiers of Optoelectronics
2020, 13(4): 371
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Endodontics Tianjin Medical University Stomatology Hospital Tianjin 300070, P. R. China
2 Institute of Biomedical Engineering Chinese Academy of Medical Sciences & Peking Union Medical College Tianjin 300192, P. R. China
3 Department of Prosthodontics Tianjin Medical University Stomatology Hospital Tianjin 300070, P. R. China
The main objective of this study is to evaluate the antibacterial effect of antibacterial photodynamic therapy (aPDT) on Streptococcus mutans (S. mutans) biofilm model in vitro. The selection of photosensitizers is the key step for the efficacy of photodynamic therapy (PDT). However, no studies have been conducted in the oral field to compare the functional characteristics and application effects of PDT mediated by various photosensitizers. In this research, the antibacterial effect of Methylene blue (MB)/650 nm laser and Hematoporphyrin monomethyl ether (HMME)/532 nm laser on S. mutans biofilm was compared under different energy densities to provide experimental reference for the clinical application of the two PDT. The yield of lactic acid was analyzed by Colony forming unit (CFU) and spectrophotometry, and the complete biofilm activity was measured by Confocal Laser Scanning Microscopy (CLSM) to evaluate the bactericidal effect on each group. Based on the results of CFU, the bacterial colonies formed by 30.4 J/cm2 532 nm MB-aPDT group and 30.4 J/cm2 532 nm HMME-aPDT group were significantly less than those in other groups, and the bacterial colonies in HMME-aPDT group were less than those in HMME-aPDT group. Lactic acid production in all treatment groups except the photosensitizer group was statistically lower than that in the normal saline control group. The activity of bacterial plaque biofilm was significantly decreased in the two groups treated with 30.4 J/cm2 aPDT. Therefore, aPDT suitable for energy measurement can kill S. mutans plaque biofilm, and MB-aPDT is better than HMME-aPDT.
Caries Methylene blue (MB) Hematoporyrin monomethyl Ether (HMME) laser antimicrobial photodynamic therapy (aPDT) Journal of Innovative Optical Health Sciences
2020, 13(6): 2050022
浙江师范大学 化学与生命科学学院, 浙江 金华 321004
次氯酸(HOCl)是一种由过氧化氢和氯离子在髓过氧化物酶(MPO)催化作用下产生的活性氧。由于其在机体抵抗病原体的免疫防御中起着至关重要的作用, 因此对HOCl的识别和检测具有非常重要的意义。目前, 检测HOCl的方法有电分析法、色谱法、化学发光法和荧光分析法, 其中荧光检测法以其简单、快速、高选择性、高灵敏度和实时检测等突出优点引起了许多研究者的兴趣。本文以亚甲基蓝(Methylene blue, MB)为荧光母核, 设计合成了一种近红外荧光探针MB-1用于HOCl的特异性检测。该探针可在体外特异性检测HOCl, 响应之后, 荧光会有显著的增强, 同时伴有溶液颜色从无色到蓝色的明显变化。该探针对HOCl具有较高的灵敏度, 其检测限为8.2 nmol/L。此外, 该探针具有较好的抗干扰能力, 为在生理水平上检测HOCl提供了可能。
次氯酸 荧光探针 活性氧 亚甲基蓝 近红外 hypochlorous acid fluorescent probes reactive oxygen species methylene blue near-infrared
山西大学资源与环境工程研究所,山西低附加值煤基资源高值利用协同创新中心，国家环境保护煤炭废弃物资源化高效利用技术重点实验室，太原 030006
利用粉煤灰制备沸石分子筛是其高值化利用的重要方向之一。以循环流化床粉煤灰为原料，采用酸浸预处理-氢氧化钠碱熔活化-水热晶化法制备F型八 面沸石，并用于吸附亚甲基蓝。考察酸浸温度、碱熔温度及碱灰质量比对粉煤灰结构的影响及碱熔温度、碱灰质量比、液固比及晶化时间对沸石的结构和形貌 的影响。通过XRD和SEM对粉煤灰沸石的晶体结构和形貌进行表征。结果表明，利用循环流化床粉煤灰制备高纯F型八面沸石适宜条件为碱熔温度550 ℃，碱灰 质量比1.5∶1，液固比12 mL/g，晶体导向剂用量10%，晶化温度100 ℃，晶化时间20 h。其比表面积高达357 m2/g，且对亚甲基蓝的饱和吸附量高达178 mg/g 。
循环流化床粉煤灰 碱熔活化 水热法 F型八面沸石 亚甲基蓝 circulating fluidized bed fly ash alkali fusion hydrothermal method zeolite F methylene blue
1 齐齐哈尔大学 化学与化学工程学院, 齐齐哈尔 161006
2 黑龙江大学 化学化工与材料学院, 功能无机材料化学教育部重点实验室, 哈尔滨150080
具有多级结构的半导体金属氧化物, 其特有的立体空间结构使材料具有超高活性, 在吸附领域具有应用潜力。研究采用简单的一步溶剂热法制备了空心球状的MoO2前驱体, 400 ℃热处理后得到多级结构α-MoO3空心微球。空心球的直径为600~800 nm, 由宽度约70 nm的纳米棒构筑而成。该球状α-MoO3纳米材料对亚甲基蓝(MB)染料具有优良的吸附性能。当α-MoO3吸附剂用量为0.5 g/L、MB染料浓度为20 mg/L、吸附时间为5 min时, 移除率可达到73.40%。吸附60 min时, 吸附达到平衡, 此后移除率为97.53%~99.65%。该吸附动力学过程符合拟二级动力学模型, 吸附等温线符合 Langmuir 模型拟合, 最大吸附量为 1543.2 mg/g。α-MoO3微球由于多级且中空的纳米结构, 对MB染料具有用量少、吸附速率快和吸附完全等特点。该材料可以用于吸附废水中其他有机染料。
hierarchical structure α-MoO3 hollow microsphere; solvothermal method methylene blue adsorption performance 多级结构 α-MoO3空心球; 溶剂热法 亚甲基蓝 吸附性能
