溶源细菌在自然界广泛存在,它在不同的生态系统中扮演着重要的角色。一旦溶源细菌中原噬菌体被激活,它们将会裂解细菌,并通过释放细菌的营养物质和噬菌体来影响生物地球化学循环。因此,它们能够改变微生物群落的组成和结构。许多化学物质都能够激活原噬菌体。因此,评估化学物质的溶源诱导活性是非常重要的,尤其是会排放到环境中的化学物质。传统的检测方法都有一定的局限性,亟需建立一种快速、简单、准确、高效的检测方法,以检测化学物质溶源诱导活性。此外,纳米材料由于其优异的光学、电学性能被广泛应用于多个领域,目前已有大量研究关注了纳米材料释放到土壤和水中后对生态系统健康的不良影响,许多研究揭示了纳米材料对细菌生长和生物降解过程的负面作用,并确定了毒性靶点。然而,纳米材料通过激活溶源细菌对生态系统的潜在影响大多被忽略。本论文基于微量热法,建立了快速、准确检测化学物质溶源诱导活性的方法,并在此基础上通过将检测菌株从单一菌改为混合菌,提高了检测方法的灵敏度。然后,检测了三嗪Ag（I）配合物、两种不同表面配体CdTe量子点以及三种不同粒径氧化石墨烯光照条件下的溶源诱导活性,并通过一系列细胞生物学方法研究了其诱导机制。上述研究结果不仅为快速、准确检测化学物质溶源诱导活性提供了方法,得到了化学物质对溶源激活过程的影响途径及作用机制,而且为纳米材料的应用及生物安全性评价提供理论依据。本论文分为六章:第一章:对溶源细菌与噬菌体的关系、溶源化的过程、微量热方法在生命过程中的应用以及纳米材料的生物安全性等方面做了全面的介绍。第二章:基于微量热法,建立了一种快速、可靠的方法来评估化学物质的溶源诱导活性。提出的方法是基于溶源菌和非溶源菌在相同诱导物质作用下代谢产热的差异。通过比较液体培养基有氧和无氧量热法,发现无氧量热法更适合用于检测不同物质的溶源诱导活性。并通过丝裂霉素C等化学物质诱导活性的检测,确认了此方法的可靠性。该方法的主要优点是:实时监测活化和噬菌体生产过程,快速,无需样品制备,适合自动化和平行测量。第三章:通过比较相同浓度诱导物质作用下,单一E.coliλ+和混合菌溶源诱导热信号变化,确定了E.coliλ-和E.coliλ+的混合物可以显著提高量热检测方法的灵敏度。而且通过一系列诱导物质,验证了固体培养基有氧量热法和液体培养基无氧量热法,均可用于检测化学物质的溶源诱导活性。通过比较固体有氧量热检测法和液体无氧量热检测法,发现液体无氧量热检测法具有更高的检测灵敏度。第四章:检测了三嗪Ag（I）配合物的诱导活性,并通过检测细菌细胞内活性氧含量、超氧化物歧化酶活性及MDA含量,证实了其产生诱导活性的主要原因是细菌内氧化水平升高。第五章:以巯基丙酸（MPA）和谷胱甘肽（GSH）为配体,制备了平均粒径为～2nm的水溶性MPA-CdTe量子点和GSH-CdTe量子点,并对其进行了表征。采用细菌计数、噬菌体计数和微量热法,研究了CdTe量子点的溶源诱导活性。实验结果表明,两种不同配体的量子点均具有诱导活性,且MPA-CdTe量子点诱导活性大于GSH-CdTe量子点。CdTe量子点诱导的氧化应激是造成细菌DNA损伤的主要原因,而Cd2+的释放作用也不容忽视。添加活性氧（ROS）清除剂可显著抑制两种CdTe量子点的诱导活性。由于MPA-CdTe量子点具有明显的高氧化应激作用,因此MPA-CdTe QDs的溶源诱导活性明显强于GSH-CdTe QDs。第六章:我们研究了GOs的溶源诱导活性。我们发现光照条件下小粒径的GOs可以激活原噬菌体,而粒径大的很难激活。这是由于氧化石墨烯与细菌膜的相互作用方式不同,导致了氧化石墨烯诱导活性的差异。较小的GOs可以穿透细胞膜,通过光激发产生的ROS提高细胞氧化应激。粒径较大的氧化石墨烯,主要通过面与细胞膜接触,不能提高细胞ROS水平。