氧化锌纳米粒子与叶绿素a相互作用机制的研究

【作者】 乔虹桥； 徐长山； 刘玉学； 陈雪莲； 徐洪图； 宁月辉； 刘益春；

【机构】 东北师范大学先进光电子功能材料研究中心；

【摘要】 由于纳米材料独特的物理化学性质,纳米尺度及纳米结构的材料乃至器件,已逐渐走出实验室,进入人们的生活．这些具有独特物理化学性质的纳米材料,对人体健康以及环境将带来的潜在影响。本文对叶绿素 a 苯溶液加入溶胶凝胶法制备的氧化锌纳米粒子后紫外- 可见吸收光谱、荧光光谱的变化进行了研究。由于在氧化锌纳米粒子制备过程中其表面带有一定的负电荷,而叶绿素 a 分子中 Mg 原子偏于带正电荷,因此两者通过静电作用相结合, 产生了界面电荷转移,表现在叶绿素 a 溶液的特征吸收峰在加入纳米粒子后峰位向长波方向移动（图1）,用355 nm 波长的光激发得到的荧光光谱在654 nm 处出现一个等荧光发射点,并且随着氧化锌量的增多叶绿素 a 溶液的发光被猝灭且峰位向长波方向移动（图2）, 当用433 nm 波长的光激发时（氧化锌在此波长下没有吸收）,没有等发射点但仍有猝灭和峰位移动现象（图3）,其中猝灭现象根据 Stem-Volmer 关系式 I₀/I=1+K[Q]可归结为静态猝灭,同时根据理论计算得出等发射点出现的原因。另外,将氧化锌纳米粒子离心出的粉末在加叶绿素 a 之前与之后测得红外光谱中 Zn-O 键的振动发生变化,同样表面光电压谱上也出现不同于加叶绿素 a 之前的峰。以上现象证实了氧化锌纳米颗粒与叶绿素 a 分子之间存在一定的相互作用,并且可能对叶绿素光合作用产生一定的负面影响。更多还原