稀土Eu摻雜納米TiO2的生物效應(yīng)研究.pdf

1、納米TiO2有著廣泛的應(yīng)用,很有可能會(huì)導(dǎo)致這種材料大量釋放到環(huán)境中。目前為止,納米TiO2毒理學(xué)的研究主要集中在哺乳動(dòng)物類細(xì)胞、細(xì)菌,很少有關(guān)于植物毒理方面的研究報(bào)道。植物作為生態(tài)系統(tǒng)的重要組成成分需要對(duì)納米TiO2植物生物效應(yīng)進(jìn)行更多方面的研究。
　　 本論文采用改進(jìn)的溶膠-凝膠法合成了一種可作為熒光標(biāo)記分子的Eu3+／TiO2熒光性納米顆粒,為通過熒光研究納米TiO2生物效應(yīng)提供了一種簡(jiǎn)便方法(無需添加額外的標(biāo)記物),并將其

2、直接應(yīng)用于小麥生物效應(yīng)的研究。論文主要涉及以下三部分:
　　 第一部分:以Eu2O3試劑為熒光前驅(qū)體,采用改進(jìn)的溶膠一凝膠法,在低溫和常壓下合成了稀土Eu摻雜納米TiO2顆粒(稀土Eu摻雜量分別為0.5％,1％,2％,3％,4％)。樣品XRD和TEM圖譜顯示出樣品具有良好的銳鈦礦晶型,且平均粒徑5 nm。倒置熒光顯微鏡觀察說明,所合成的納米材料可以作為生物熒光探針。并采用濾紙片擴(kuò)散法討論不同稀土摻雜含量對(duì)納米TiO2光催化抑菌性

3、能的影響。結(jié)果表明,所合成的復(fù)合材料與無摻雜型納米TiO2相比,在可見光下就具有良好的抑菌效果。其可能機(jī)理:(1)稀土Eu的摻雜使光催化劑的吸收發(fā)生紅移并促進(jìn)光生載流子的分離；(2)稀土本身具有的殺抑菌能力。
　　 第二部分:采用洋蔥實(shí)驗(yàn)研究納米TiO2的生物效應(yīng)。以洋蔥表皮細(xì)胞為受試細(xì)胞,觀察平均粒徑為5 nm的Eu3+／TiO2納米顆粒穿過細(xì)胞壁的能力,并以最終受試濃度為0.1g／L的納米懸浮液作洋蔥根尖細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),觀察不

4、同稀土Eu摻雜納米TiO2(稀土Eu摻雜量分別為0.5％,1％,2％)對(duì)洋蔥根系生長(zhǎng)狀況的影響。結(jié)果表明:納米TiO2有穿過植物細(xì)胞壁的能力；稀土Eu的摻雜量對(duì)洋蔥根系生長(zhǎng)狀況有明顯影響,表現(xiàn)為:隨著稀土Eu摻雜含量的增加,根的生長(zhǎng)速度遞減,呈明顯的負(fù)相關(guān)。
　　 第三部分:以廣泛種植的農(nóng)作物小麥為植物探針,采用紙床培養(yǎng)方式,研究稀土Eu摻雜納米TiO2對(duì)小麥種子早期萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)期間某些生理指標(biāo)的影響。結(jié)果表明:不同濃度的材料

5、處理對(duì)小麥種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)及生理功能的改善均有一定程度的促進(jìn)作用,且促進(jìn)效應(yīng)隨著處理濃度的增加呈先升高后降低的趨勢(shì)；500 mg／L的納米Eu3+／TiO2處理對(duì)種子活力指數(shù),葉綠素含量,根活力及根、莖、葉的抗氧化活力效果最佳,它們依次分別比用蒸餾水處理的對(duì)照極顯著提高123.86％,70.00％,2.5倍,19.78％,16.41％和15.06％(P＜0.01),而比非摻雜型納米TiO2分別高出15％,30％,1.2倍,11.59％