论文部分内容阅读
近年来随着食品安全事件的频频发生,人们对食品安全越来越重视。因此,确保食品过程的安全性,以及食品后期的可靠性检测是非常重要的。纳米技术的出现大大地推进了基于材料学的相关学科的发展,将纳米材料和飞速发展的纳米技术应用到食品安全领域,是当前研究的一个热点。银纳米簇作为纳米科学领域最重要的纳米材料之一,因其优越的光电化学性质而在食品、化学检测、生物医药等方面具有广泛的应用前景。然而,银纳米簇因极易团聚而造成其在水相中的合成是非常困难的,因此建立简便、环境友好型合成方法对银纳米簇的实用化将具有十分重要的意义。将银纳米簇加入到水凝胶中,不仅能提高银纳米簇的稳定性,还可以制备成复合材料赋予其更多的功能。本论文旨在使用一种简单快捷、绿色环保的方法制备银纳米簇水凝胶并探索其在食品安全领域的相关应用。具体研究内容如下:(1)以AgNO3和L-cysteine为原料,采用紫外光还原法得到了性能稳定的银纳米簇水凝胶。考察AgNO3与L-cysteine的摩尔比、AgNO3浓度、光照时间对银纳米簇水凝胶合成的影响。实验利用紫外可见吸收光谱、扫描电镜、透射电镜、飞行时间质谱、X-射线光电子能谱等方法对其进行表征,用以探索银纳米簇水凝胶的结构、性质以及合成原理等。此外,还研究外界条件如酸、碱、盐对其稳定性的影响,并在此基础上进一步考察了银纳米簇水凝胶对碱性范围内pH的耐受程度。实验数据表明:当AgNO3和L-cysteine的摩尔比为1.5:1,AgNO3浓度0.1mol/L,紫外光照时间为4.5h时合成的银纳米簇水凝胶性能最好。(2)研究银纳米簇水凝胶的抗菌能力。实验以抑菌圈,最小抑菌浓度(MIC),最小杀菌浓度(MBC),以及受试菌的生长曲线等为指标,考察了银纳米簇水凝胶对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌杀菌能力。结果显示:本实验合成的银纳米簇水凝胶对这两种菌都表现出了优异的抑菌效果,且大肠杆菌>金黄色葡萄球菌。对两种菌的MIC分别为10.93μg/mL、21.85μg/mL;MBC为43.75μg/mL和87.50μg/mL。(3)构建银纳米簇水凝胶比色检测卤素离子(Cl-、Br-、I-)的方法。实验分别通过紫外光谱法和比色法对其进行检测。实验发现该材料对卤素离子表现出了良好的选择性和灵敏度,且与其他纳米材料比色检测卤素离子的方法相比,银纳米簇水凝胶检测方法检测限低;紫外光谱检测Cl-、Br-、I-的最低检出浓度为:20μmol/L、5μmol/L、5μmol/L;通过比色法得到的最低比色浓度:Cl-为200μmol/L,Br-、I-均为100μmol/L。此外,还将银纳米簇水凝胶用于实际水样品的检测。整个检测过程只需5min,因此构建的基于银纳米簇水凝胶的比色法拥有操作简单、快速、成本低等优点。