食品工业科技

姜黄素衍生物掺杂二氧化硅纳米光敏剂的制备及其光动力灭活性能

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李嘉雯 ¹ , 魏然 ¹ , 焦龙 ¹^,^* , 张晓晔 ²^,^* , 陈翔 ³ , 张宾 ¹^,⁴

食品工业科技 | 研究与探讨 2026,47(13): 152-159

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食品工业科技 |研究与探讨 2026 , 47 (13) : 152 -159

姜黄素衍生物掺杂二氧化硅纳米光敏剂的制备及其光动力灭活性能

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李嘉雯¹, 魏然¹, 焦龙¹^,^*, 张晓晔²^,^*, 陈翔³, 张宾¹^,⁴

作者信息

¹浙江海洋大学食品与药学学院，浙江省海产品健康危害因素关键技术研究重点实验室，浙江舟山 316022

²浙江海洋大学船舶与海运学院，浙江舟山 316022

³舟山市食品药品检验检测研究院，浙江舟山 316012

⁴浙江海洋大学比萨海洋研究生学院，浙江舟山 316022

通讯作者:

焦龙（1988−），男，博士，讲师，研究方向：水产品加工及贮藏，E-mail：jiaolong502@zjou.edu.cn。

张晓晔（1988−），女，博士，讲师，研究方向：高级氧化处理技术，E-mail：2022096@zjou.edu.cn。

作者简介:

李嘉雯（2000−），女，硕士研究生，研究方向：食品加工与安全，E-mail：lijiawen@zjou.edu.cn

Preparation of Curcumin Derivative-doped Silica Nano-photosensitizers and Its Photodynamic Inactivation Performance

Jiawen LI¹, Ran WEI¹, Long JIAO¹^,^*, Xiaoye ZHANG²^,^*, Xiang CHEN³, Bin ZHANG¹^,⁴

Affiliations

¹Key Laboratory of Health Risk Factors for Seafood of Zhejiang Province, College of Food Science and Pharmacy, Zhejiang Ocean University, Zhoushan 316022, China

²School of Naval Architecture and Maritime, Zhejiang Ocean University, Zhoushan 316022, China

³Zhoushan Institute for Food and Drug Inspection and Testing, Zhoushan 316012, China

⁴Pisa Marine Graduate School, Zhejiang Ocean University, Zhoushan 316022, China

出版时间: 2026-07-01 doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2025070264

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摘要

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为提升姜黄素的光动力灭活（photodynamic inactivation，PDI）效果，本研究采用Stöber法将卤代姜黄素衍生物X-Cur（X=F、Cl或Br）共价偶联掺杂于二氧化硅内部，制备了三种纳米光敏剂SiO₂@X-Cur。通过光谱表征、掺杂量测定和显微结构分析证实SiO₂@X-Cur的成功制备。结果表明，SiO₂@F-Cur具有最优异的综合性能，其水中饱和溶解度达308.33 μg/mL，是姜黄素的3.75倍；单线态氧生成能力尤为突出，60 s内使指示剂衰减率达63%，且光稳定性明显优于其他样品（辐照30 min后荧光保留率42.86%），同时其也具有较高的共价掺杂稳定性。此外，SiO₂@F-Cur对副溶血性弧菌的PDI效果最佳，在2.0 mg/mL浓度和蓝光LED辐照20 min条件下，菌落总数降至0.09 lg（CFU/mL）。因此，本研究制备的SiO₂@F-Cur是一种高效、新型PDI纳米光敏剂，为指导开发新型水产品保鲜剂提供新思路和研究基础。

关键词

姜黄素衍生物 / 二氧化硅纳米粒子 / Stöber法 / 光动力灭活 / 副溶血性弧菌

Abstract

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In order to improve the photodynamic inactivation (PDI) effect of curcumin, three kinds of nano-photosensitizers SiO₂@X-Cur were prepared by covalently coupling halogenated curcumin derivatives X-Cur (X=F, Cl or Br) into silica by Stöber method. The successful preparation of SiO₂@X-Cur was confirmed by spectral characterization, doping amount determination and microstructure analysis. The results showed that SiO₂@F-Cur had the best comprehensive performance, and its saturated solubility in water was 308.33 μg/mL, which was 3.75-fold that of curcumin. The singlet oxygen generation capability was particularly outstanding, achieving an indicator decay rate of 63% within 60 s. The light stability was considerably higher better than other samples (the fluorescence retention rate was 42.86% after irradiation for 30 min), and it also had high covalent doping stability. In addition, SiO₂@F-Cur had the best PDI effect on Vibrio parahaemolyticus. Under the condition of 2.0 mg/mL concentration and blue LED irradiation for 20 min, the total number of colonies decreased to 0.09 lg (CFU/mL). Therefore, SiO₂@F-Cur prepared in this study is an efficient and novel PDI nano-photosensitizer, which provides new ideas and research basis for guiding the development of novel aquatic product preservatives.

Key words

curcumin derivative / silica nanoparticles / Stöber method / photodynamic inactivation / Vibrio parahaemolyticus

引用本文

李嘉雯, 魏然, 焦龙, 张晓晔, 陈翔, 张宾. 姜黄素衍生物掺杂二氧化硅纳米光敏剂的制备及其光动力灭活性能. 食品工业科技, 2026 , 47 (13) : 152 -159 . DOI: 10.13386/j.issn1002-0306.2025070264

Jiawen LI, Ran WEI, Long JIAO, Xiaoye ZHANG, Xiang CHEN, Bin ZHANG. Preparation of Curcumin Derivative-doped Silica Nano-photosensitizers and Its Photodynamic Inactivation Performance[J]. Science and Technology of Food Industry, 2026 , 47 (13) : 152 -159 . DOI: 10.13386/j.issn1002-0306.2025070264

正文

收起

近年来，随着我国居民水产品消费需求的持续增长，消费者对水产品质量安全的要求日益提高^[1−3]。然而，水产品在供应链各环节（包括生产、加工、储运及销售等）容易受到食源性致病菌污染^[4]，这不仅会降低水产品的感官品质（如风味、质地等），还可能带来严重的食品安全风险^[5]。目前，水产品杀菌技术中，传统热杀菌虽高效但会影响水产品品质^[6−7]，而非热杀菌虽能有效保证品质却存在杀菌效率低、能耗大等技术限制^[8−9]。在此背景下，光动力灭活（photodynamic inactivation，PDI）是一种基于光化学反应的新型非热灭活技术，通过可见光激活光敏剂产生具有杀菌作用的单线态氧（¹O₂）和羟基自由基（·OH）等活性氧物种，进而高效灭活病原微生物。同时，可最大限度地保留食品营养成分和风味，尤其在延长水产品货架期等方面展现出明显优势^[10−12]。

光敏剂是PDI技术的核心要素，如何开发高效、低毒的光敏剂，已成为推动这一技术在水产品杀菌领域应用的紧迫需求^[13−14]。在构建新型光敏剂体系的策略中，纳米负载技术至关重要。其中，二氧化硅纳米粒子因其良好的生物相容性、化学稳定性及制备简便等优点而被广泛研究。其高比表面积和可调节的孔道结构，能有效负载并保护光敏剂分子，大幅提高光敏剂的分散性、稳定性和靶向性，从而有望克服传统光敏剂的诸多缺陷。姜黄素（curcumin，Cur）是从姜科植物姜黄的根茎中提取出的一种天然脂溶性多酚类化合物，具有抗炎、抗菌、抗氧化和光敏活性等多功能特性^[15−16]。基于姜黄素介导的PDI技术在水产品保鲜领域已开展了较多工作。近期，Zheng等^[17]采用ε-聚赖氨酸（ε-PLH）联合姜黄素光动力灭活技术以杀灭鱼片中荧光假单胞菌。结果表明，ε-PLH可增强PDI杀菌效果，破坏细胞膜并抑制生物膜，使菌落数降低，并保证鱼肉品质。又如Zeng等^[18]通过糖基化南极磷虾蛋白（AKP）与姜黄素结合形成复合物，并探究其对冷藏三文鱼片的PDI保鲜效果。结果表明，该复合物能有效抑制微生物增殖，减缓脂质氧化和蛋白质降解，维持鱼肉色泽、质构和感官品质。虽然上述姜黄素介导的PDI技术在水产品保鲜中展现出卓越效果，但姜黄素水溶性差和易光降解的特性仍未得到有效解决^[19−20]，这严重限制了姜黄素PDI效果的进一步提升及其应用潜力。而传统光敏剂的纳米负载策略为物理吸附作用，受环境因素影响而极易发生光敏剂泄露的严重问题。因此，构建高稳定、无泄漏的姜黄素共价掺杂新型纳米光敏剂体系，并阐明其光动力性能增强机制，对进一步推动基于姜黄素介导的水产品PDI保鲜应用具有重要的科学意义和实际价值。

基于此，本研究以前期已报道的卤代姜黄素衍生物X-Cur（X=F、Cl或Br）作为掺杂光敏剂^[21]。采用Stöber法通过共价偶联方式将X-Cur掺杂于二氧化硅内部，制备X-Cur掺杂二氧化硅纳米光敏剂SiO₂@X-Cur。该纳米光敏剂可避免物理负载方式存在的生物活性分子泄漏风险。通过对SiO₂@X-Cur的理化特性和PDI副溶血性弧菌性能等研究，以期验证其作为水产品保鲜剂的应用潜力。

1　材料与方法

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1.1　材料与仪器

副溶血性弧菌ATCC 17802　中国科学院微生物研究所；4-卤（氟、氯、溴）-3-甲氧基苯甲醛（X-Cur，X=F、Cl或Br，液相纯度≥98%）　实验室自制；正丁胺（纯度99%）　上海迈瑞尔化学技术有限公司；正硅酸乙酯（TEOS，纯度98%）、3-氨基丙基三乙氧基硅烷（APTES，纯度99%）　上海易恩化学技术有限公司；1,3-二苯基异苯并呋喃（DPBF，纯度97%）　上海皓鸿生物医药科技有限公司；无水乙醇、乙腈、氨水、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）　国药集团化学试剂有限公司；所有分离用有机溶剂均为国产分析纯。

MS7-H550-Pro加热磁力搅拌器、RE100-Pro旋转蒸发仪　大龙兴创实验仪器股份公司；Scientz-10N/A冷冻干燥机　宁波新芝生物科技股份有限公司；蓝光LED光源（波长450±10 nm，光密度20 mW/cm²）　中山市智显光电有限公司；Duetta-Bio荧光吸收二合一光谱仪　日本HORIBA公司；Nicolet iS50傅里叶变换红外光谱仪　美国赛默飞世尔科技公司；UV1910紫外分光光度计　北京普析通用仪器有限责任公司；Sigma 300型扫描电子显微镜　德国蔡司公司；H1850台式高速离心机　湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；Netzsch差示扫描量热仪　德国耐驰公司；lesker PVD 75溅射镀膜仪　美国科特莱思科公司。

1.2　实验方法

1.2.1　菌株培养

副溶血性弧菌菌液（浓度为8 lgCFU/mL）参照已报道方法进行培养^[22]，从硫代硫酸盐-柠檬酸盐-胆盐-蔗糖（Thiosulfate-Citrate-Bile salts-Sucrose，TCBS）平板挑取单菌落，接种至含3% NaCl的TSB培养基，37 ℃振荡培养过夜，离心后稀释至8 lg（CFU/mL）。

1.2.2　二氧化硅纳米光敏剂SiO₂@X-Cur的制备

Stöber法制备二氧化硅纳米光敏剂SiO₂@X-Cur的路线如图1所示^[23]。首先，准确称量25 mg卤代姜黄素X-Cur（X=F、Cl或Br）置于100 mL圆底烧瓶中，加入5 mL溶剂DMF溶解。搅拌均匀后，使用微量进样器缓慢滴加50 μL APTES，混合液在35 ℃、避光下搅拌反应6 h。反应结束后，采用旋转蒸发仪减压浓缩去除溶剂，得到X-Cur-APTES中间体。使用20 mL无水乙醇重新溶解X-Cur-APTES，磁力搅拌30 min。随后，使用微量进样器向上述体系依次缓慢滴加40 μL去离子水和1 mL氨水。继续搅拌5 min后，缓慢滴加200 μL TEOS。25 ℃搅拌24 h后，反应产物经8000 r/min离心10 min后弃去上清液。再使用无水乙醇反复洗涤三次，最终经冷冻干燥后分别得到三种X-Cur掺杂的纳米光敏剂SiO₂@X-Cur（X=F、Cl或Br）。

1.2.3　紫外吸收与荧光光谱测试

使用荧光吸收二合一光谱仪测定SiO₂@X-Cur水溶液（2 mg/mL）的紫外-可见吸收光谱和荧光光谱，并以Cur、SiO₂（二氧化硅）和SiO₂/Cur（物理混合物）水溶液作为对照组。

1.2.4　SiO₂@X-Cur中X-Cur掺杂量测定

使用荧光吸收二合一光谱仪测定氟代姜黄素F-Cur、氯代姜黄素Cl-Cur和溴代姜黄素Br-Cur溶液的最大紫外吸收波长分别为384、390和400 nm。将SiO₂@X-Cur溶解在无水乙醇中制备工作溶液。然后，确定样品溶液的浓度梯度，并建立相应的浓度标准曲线（

$\rm C_{SiO_2@F{\text -}Cur $

=0.0447x−0.1944，R²=0.9993；

$\rm C_{SiO_2@Cl{\text -}Cur $

=0.0342x−0.1269，R²=0.9992；

$\rm C_{SiO_2@Br{\text -}Cur $

=0.0396x−0.1568，R²=0.9994）。通过制备SiO₂@X-Cur和X-Cur梯度浓度溶液来测定SiO₂@X-Cur中的X-Cur含量，计算公式如下：

$ {\rm{样品掺杂量}\left({\text{%}}\right)=\dfrac{{溶液SiO_2@X{\text-}Cur中X{\text-}Cur的质量(mg/mL)}}{{溶液SiO_2@X{\text-}Cur的初始质量(mg/mL)}}\times \mathrm{100} } $

1.2.5　微观形貌观察

采用扫描电子显微镜进行扫描电镜/能谱（scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy，SEM/EDS）分析。将干燥的SiO₂@X-Cur样品直接粘贴在导电胶上，随后使用溅射镀膜仪喷金45 s（10 mA）。再使用扫描电子显微镜拍摄样品形貌并进行能谱图谱绘制。拍摄时的加速电压为3 kV，绘制能谱图时的加速电压为15 kV，探测器为SE2二次电子探测器。

1.2.6　傅里叶变换红外光谱（FT-IR）测试

将干燥后的SiO₂@X-Cur与KBr粉共磨并压片，采用傅里叶变换红外光谱仪检测SiO₂@X-Cur的红外吸收特性。设置分辨率4 cm⁻¹，扫描32次，波数范围为400~4000 cm⁻¹。

1.2.7　SiO₂@X-Cur水中饱和溶解度测定

将干燥恒重的小容量瓶冷却称量。取过量Cur、SiO₂/Cur和SiO₂@X-Cur溶于5 mL去离子水中，超声30 min并振荡12 h至饱和状态。随后以3000 r/min转速离心10 min取上清液至容量瓶，置于100 ℃烘箱干燥4 h以彻底去除水分，冷却后称重。通过质量差计算样品的水中饱和溶解度。

1.2.8　 ¹O₂生成能力测定

采用商品化¹O₂指示剂DPBF吸光度衰减法测定Cur和SiO₂@X-Cur的¹O₂生成能力^[24]。避光配制10 mmol/L DPBF和乙腈溶液，并调整样品水溶液吸光度至0.2~0.4。取3 mL样品液与10 μL DPBF母液混合，置于蓝光LED（450 nm，20 mW/cm²）下辐照0~60 s。每隔10 s使用荧光吸收二合一光谱仪记录200~800 nm吸收光谱变化，基于不同时间点样品溶液在410 nm处的吸光度值，绘制DPBF吸光度衰减曲线以评估¹O₂的生成能力。

1.2.9　光稳定性测定

使用蓝光LED灯（450 nm，20 mW/cm²）对Cur和SiO₂@X-Cur水溶液进行辐照0~30 min，每隔5 min测定200~800 nm 范围内的吸收光谱。记录每个样品在不同时间点的最大吸光度值，并以0 min时的吸光度（即100%）为基准，求得其相对保留率^[25]。

1.2.10　X-Cur掺杂稳定性测定

配制SiO₂/Cur和SiO₂@X-Cur水溶液，经超声分散后测定其初始荧光强度。随后，将样品在40 kHz频率、100 W功率下进行超声处理，分别于0、15、30、45、60和75 min取样2 mL，10000 r/min离心5 min后弃去上清，加入3 mL乙醇混匀，采用荧光吸收二合一光谱仪测定纳米颗粒悬浮液的荧光强度，以荧光强度变化评估染料泄漏程度^[26]。

1.2.11　SiO₂@Cur对副溶血性弧菌的PDI作用

孵育浓度影响：将SiO₂@F-Cur（终浓度为0.5、1.0、1.5、2.0、3.0 mg/mL）和100 μL菌液加入到离心管中，然后添加氯化钠溶液（0.85%）至终体积为1 mL。混合液在常温、避光条件下孵育30 min。随后，混合液加入到24孔板中，使用蓝光LED光源辐照10 min。

辐照时间影响：将SiO₂@F-Cur（终浓度为2.0 mg/mL）和100 μL菌液加入到离心管中，然后添加氯化钠溶液（0.85%）至终体积为1 mL。混合液在常温、避光条件下孵育30 min。随后，混合液加入到24孔板中，使用蓝光LED光源辐照不同时间（1、5、10、15、20 min）。

PDI组别设置：阴性对照组（L^－C^－）为未经光照和SiO₂@F-Cur处理的样品，空白对照组为仅光照（L^＋C^－）或仅SiO₂@F-Cur处理（L^－C^＋）的样品。上述样品组经光动力灭活处理后，将菌液梯度稀释后涂布于TCBS琼脂平板，并培养到指定时间后计数分析^[27]。

1.3　数据处理

每组测试样品设置3个平行，并进行3次独立重复实验，实验数据以平均值±标准偏差（mean±SD）表示。通过Origin 2025b和SPSS 27.0.1软件对数据进行统计分析及作图；通过SPSS 27.0.1软件进行单因素方差分析，P<0.05表示具有显著性差异。

2　结果与分析

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2.1　SiO₂@X-Cur的光谱特性

SiO₂@X-Cur的归一化紫外-可见吸收和荧光光谱如图2所示。图2（A）吸收光谱显示，SiO₂/Cur和SiO₂的最大吸收在430 nm和320 nm处。而荧光发射光谱图中观察到它们的谱线呈现展宽和漂移，这归因于纯SiO₂本身不具备荧光特性，以及物理混合物SiO₂/Cur中Cur在水中发生分子聚集而产生聚集荧光猝灭（aggregation-caused quenching，ACQ）现象。与Cur、SiO₂/Cur和SiO₂相比，SiO₂@X-Cur的吸收光谱和发射光谱均发生了明显的蓝移，这是由于SiO₂刚性网络共价键合X-Cur后，显著抑制其激发态下的结构弛豫（如键旋转或平面化），减少了激发态与基态的几何构型差异，从而缩小斯托克斯位移并蓝移光谱^[26]。

2.2　SEM/EDS表征分析

为探究X-Cur的掺杂程度，采用SEM/EDS对Stöber法制备的X-Cur（X=F、Cl或Br）纳米颗粒进行分析。图3结果显示，三种样品中残留卤素含量分别为0.39%（F）、1.12%（Cl）和3.45%（Br），表明X-Cur分子中两侧卤素基团反应活性存在差异，导致取代不完全。经1.2.4中公式计算后，F-Cur、Cl-Cur和Br-Cur的掺杂量分别为7.88%、14.8%和17.2%。其中，SiO₂@F-Cur因最低的掺杂量使分子间距增大，有效抑制了聚集荧光猝灭（ACQ）现象，因而表现出最强的荧光发射图2（B），相比之下，Cl/Br-Cur因较高掺杂量导致分子聚集增强，荧光减弱。F-Cur非聚集态可能减少激发态能量的非辐射耗散，促进系间窜越（intersystem crossing，ISC）过程，从而增强¹O₂生成能力。

2.3　FT-IR光谱分析

使用FT-IR光谱对SiO₂@X-Cur的官能团进行了表征，如图4所示。对于Cur，3506 cm⁻¹处的峰值对应于苯环中酚羟基的伸缩振动，1428 cm⁻¹和1282 cm⁻¹的峰分别对应于烯烃基团上的碳氢键伸展和芳环上的碳氧键伸展^[28]。SiO₂/Cur与Cur谱图一致，表明两者只是简单的物理混合，Cur以物理方式分散在SiO₂的表面或孔隙中，没有形成新的化学键或复合物。SiO₂在1071 cm⁻¹处的吸收峰归属于硅氧键（Si-O-Si）不对称伸缩振动，790 cm⁻¹处的吸收峰归属于硅氧键（Si-O-Si）对称伸缩振动。图4（A）中位于1648 cm⁻¹、图4（B）中位于1632 cm⁻¹和图4（C）中位于1629 cm⁻¹的吸收振动峰，分别对应于被-NH₂取代基团，这表明X-Cur被SiO₂共价修饰掺杂。此外，SiO₂@X-Cur中X-Cur的部分红外特征峰消失，发生了明显的位移，也表明X-Cur通过化学共价偶联方式成功掺杂于SiO₂内部。

2.4　水中饱和溶解度分析

姜黄素的高疏水性致使其生物利用率低，提高水溶性是改善姜黄素PDI效果的重要手段。SiO₂@X-Cur的水中饱和溶解度结果如图5所示。经测定，Cur、SiO₂/Cur、SiO₂@F-Cur、SiO₂@Cl-Cur和SiO₂@Br-Cur的水溶性存在显著差异（P<0.05），其水中饱和溶解度分别为82.33±4.04、350.67±2.52、308.33±3.06、288.00±4.58和300.67±2.52 μg/mL，分别是Cur的4.26、3.75、3.50和3.65倍。物理混合组SiO₂/Cur也显示出较好的水溶性，这主要归因于二氧化硅本身的亲水特性，其表面丰富的硅羟基能与水分子形成氢键，从而增强了复合体系的水分散性，使得Cur分散性有所提升^[29]。然而，由于缺乏有效的分子隔离体系，物理混合组SiO₂/Cur中Cur在水溶液中可能是以多聚集体形式分散而非溶解，因此其荧光强度极低，图2（B）仍存在ACQ现象。相比之下，SiO₂@X-Cur通过更稳定的化学共价偶联方式实现了姜黄素分子内部非聚集性掺杂而被有效隔离，因此在提升水溶性和保持稳定性方面更具优势。

2.5　 ¹O₂生成能力分析

¹O₂是II型PDI机制光敏化产物，对光动力灭活微生物以及发挥PDI效力意义重大^[29]。因此，本研究采用商品化¹O₂指示剂DPBF评价了SiO₂@X-Cur的¹O₂生成能力，其检测机制如图6（A）所示。Cur及SiO₂@X-Cur的¹O₂生成能力如图6B~图6E所示。随着辐照时间的延长，SiO₂@X-Cur对DPBF的氧化降解存在明显差异，其中，SiO₂@F-Cur在辐照60 s时生成的¹O₂量最高，DPBF衰减率为63%（图6F），而此时SiO₂@Cl-Cur、SiO₂@Br-Cur的DPBF衰减率仅分别为34%和51%。SiO₂@X-Cur中由于F-Cur独特的非聚集特性，抑制了激发态能量的损耗，从而提高了¹O₂的生成能力，验证了SiO₂@F-Cur在提高¹O₂生成效率方面的潜力。

2.6　稳定性分析

2.6.1　光稳定性分析

光稳定性是评价光敏剂性能重要指标之一，因此进一步评价了SiO₂@X-Cur在水溶液中的光稳定性，其在450 nm处的光稳定性吸光度衰减曲线如图7（A）所示。LED辐照30 min后，Cur、SiO₂@F-Cur、SiO₂@Cl-Cur和SiO₂@Br-Cur的吸光度保留率分别为14.08%、42.86%、47.11%和40.68%。可见，对照组Cur的光降解速度最快，而SiO₂@X-Cur组均表现出较好的光稳定性。这归因于SiO₂因其高键能的Si-O键、规整的晶体结构和宽带隙特性，表现出优异的光稳定性。加之X-Cur被共价掺杂到内部时，SiO₂可充当化学屏障，减少蓝光穿透，进而延缓X-Cur降解，维持其光活性^[30]。

2.6.2　光敏剂掺杂稳定性分析

共价偶联在SiO₂网络内部的染料分子泄漏量与荧光强度成正比。为了验证SiO₂@X-Cur的高稳定掺杂特性，测定SiO₂@X-Cur水溶液在超声过程中的荧光强度变化来评估染料泄漏情况，结果如图7（B）所示。其中，SiO₂@F-Cur和SiO₂@Cl-Cur在整个过程中荧光强度最为稳定，表明染料泄漏极少。相比之下，物理混合样品SiO₂/Cur的荧光强度呈现剧烈波动、先升后降的不稳定趋势，证实Cur分子正不断从载体中泄漏并转化为荧光更强的自由状态，该不可控释放机制导致信号发生明显波动。上述现象说明，X-Cur的内部共价偶联策略相比物理吸附能明显增强光敏剂掺杂稳定性，有效避免染料的外部泄漏^[31]。

2.7　SiO₂@F-Cur对副溶血性弧菌的PDI作用

基于上述SiO₂@F-Cur突出的理化特性，进一步评价了其介导的副溶血性弧菌PDI效果。从图8可以看出，SiO₂@F-Cur介导的副溶血性弧菌PDI作用具有光敏剂浓度和辐照时间依赖特性。其中，由图8（A）可知，阴性对照组（L^－C^－）中副溶血性弧菌菌落总数为8.08 lg（CFU/mL），而单纯辐照（10 min）、仅添加F-Cur（3.0 mg/mL）或SiO₂@F-Cur（3.0 mg/mL）的空白对照组，菌落总数均未呈现显著变化。表明分子和纳米光敏剂均具有极低的暗毒性。在LED辐照10 min条件下，随着F-Cur浓度由0.5 mg/mL增加至3.0 mg/mL时，其菌落总数呈现浓度依赖性下降趋势，最低降至3.95 lg（CFU/mL）（P<0.05）。而在相同条件下，SiO₂@F-Cur展现出更佳的PDI效果，当浓度达到3.0 mg/mL时，菌落总数可显著降低至0.10 lg（CFU/mL）（P<0.05）；由图8（B）可知，当F-Cur实验组浓度为2.0 mg/mL时，随着辐照时间从1 min延长至20 min，菌落总数显著降低至3.43 lg（CFU/mL）（P<0.05）。而SiO₂@F-Cur实验组表现出更优异的PDI效果，当辐照时间延长至20 min时，菌落总数急剧下降至0.09 lg（CFU/mL）（P<0.05）。由此可见，SiO₂@F-Cur纳米光敏剂介导的副溶血性弧菌PDI作用相比于分子光敏剂具有更佳的杀菌效果。

3　结论

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本研究采用Stöber法将卤代姜黄素衍生物X-Cur（X=F、Cl或Br）通过化学共价偶联方式掺杂于二氧化硅内部，制备了X-Cur掺杂二氧化硅纳米光敏剂SiO₂@X-Cur。通过系统光谱表征、掺杂量测定和显微结构分析证实纳米光敏剂SiO₂@X-Cur的成功制备，并验证SiO₂@X-Cur的高光稳定性和掺杂稳定性。其中，纳米光敏剂SiO₂@F-Cur表现出最优异的综合理化性能，尤其是具有最优的单线态氧生成能力。并表现出对副溶血性弧菌极佳的浓度和辐照时间依赖PDI特性。综上，本研究制备的纳米光敏剂SiO₂@F-Cur是一种极具应用前景的高性能、新型PDI纳米光敏剂，后续研究将开展其介导的水产品PDI保鲜应用研究，并系统评价其作为食品杀菌保鲜剂的生物毒性。

参考文献

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文献

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参考文献引证文献

排序方式：

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2026年第47卷第13期

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doi: 10.13386/j.issn1002-0306.2025070264

接收时间：2025-07-23
首发时间：2026-10-24
出版时间：2026-07-01

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出版历史

收稿日期：2025-07-23

基金

作者信息

¹浙江海洋大学食品与药学学院，浙江省海产品健康危害因素关键技术研究重点实验室，浙江舟山 316022

²浙江海洋大学船舶与海运学院，浙江舟山 316022

³舟山市食品药品检验检测研究院，浙江舟山 316012

⁴浙江海洋大学比萨海洋研究生学院，浙江舟山 316022

通讯作者:

焦龙（1988−），男，博士，讲师，研究方向：水产品加工及贮藏，E-mail：jiaolong502@zjou.edu.cn。

张晓晔（1988−），女，博士，讲师，研究方向：高级氧化处理技术，E-mail：2022096@zjou.edu.cn。

参考文献

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https://castjournals.cast.org.cn/joweb/spgykj/CN/10.13386/j.issn1002-0306.2025070264

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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