该研究小组在Advanced Materials期刊发表了一篇名为“Enhanced Photosensitizer Wettability via Anchoring Competition of Violet Phosphorus Quantum Dots for Breakthroughs in Photodynamic Film Sterilization”的研究性论文。本文第一作者张祖旺硕士,通讯作者汪蓉副教授。第一单位为西北农林科技大学。
微生物污染一直是肉制品运输、保藏过程中的突出问题。而解决这一问题的核心 在于克服食品体系的复杂性,建立高效杀菌、稳定性高且不影响肉制品感官品质的致 病菌控制技术。光动力抗菌技术利用光源激活光敏剂产生强氧化性的活性氧(ROS),高效、广谱的杀灭微生物,具有良好的生物相容性和环境友好等突出优点。然而,天然光敏剂虽然来源可靠、效率高、毒性低,但其普遍存在疏水聚集的问题,导致光动力活 性降低。在此背景下,本研究制备了一种润湿增强型光响应生物基包装膜,用于控制牛肉中的微生物,并延长其保鲜期。通过将少量紫磷量子点(VPQDs)锚定到金丝桃素细菌纤维素薄膜(VP/Hy-BC)中,成功提高了其润湿性,水接触角从56.8°降低至33.0°。这一改性增强了细菌与光敏剂之间的相互作用,使得在60 min内能够迅速灭活7 log10 CFU/mL的金黄色葡萄球菌。基于第一性原理计算和分子动力学模拟的结果表明,VPQDs因其较低的空间位阻,减弱了金丝桃素分子间的自聚合力,从而使VP/Hy-BC的溶剂可及表面积增加约25.7%,减少了疏水性光敏剂的聚集。因此,更多的活性位点得以暴露,显著提升了光电子传递效率。VP/Hy-BC薄膜在抑制细菌增殖方面表现出卓越的效果,能够将牛肉的保鲜期延长至10 d。本研究为开发健康、环保且高效的抗菌包装薄膜提供了新的思路。