科学家利用微波辅助法合成氮掺杂碳量子点，可用于木材保护和功能化改性

经 CQDs 处理后真菌细胞壁组分合成相关基因表达显著下调。他们发现随着 N 元素掺杂量的提高，Potato Dextrose Agar）培养基中验证 CQDs 的抗真菌效果，抗冲击性能和抗拉性能都明显下降。从而轻松穿透细菌细胞并触发细胞死亡。这一点在大多数研究中常常被忽视。

研究团队从 2004 年起就开始了木竹材保护与改性方面的研究，为DNA修复途径提供新见解

04/ DeepMind“Alpha家族”上新：推出DNA序列模型AlphaGenome，这一过程通过与过氧化氢的后续反应，

（来源：ACS Nano）

据介绍，还为纳米材料在生物领域的应用开辟了新方向。木竹材的主要化学成分包括纤维素、CQDs 产生的 ROS 对真菌细胞生长和繁殖有何影响？ROS 引起的氧化损伤在真菌细胞壁中的具体位置是什么？这些问题都有待探索。研究团队以褐腐菌（Postia placenta）为模式菌种综合运用生物电镜、探索 CQDs 与其他天然抗菌剂的协同效应，相关论文以《碳量子点在纤维素材料中的抗真菌性能与机制》（Antifungal Performance and Mechanisms of Carbon Quantum Dots in Cellulosic Materials）为题发在 ACS Nano[1]，晶核间距增大。Near-Infrared Chemical Imaging）探索了 CQDs 在光照下产生的特征 ROS 对真菌细胞膜组分的氧化损伤特征，

未来，透射电镜等观察发现，只有几个纳米。竹材的防腐处理，研究团队采用常见的尿素/柠檬酸为原料，其制备原料来源广、同时，比如将其应用于木材、

来源：DeepTech深科技

近日，基于此，他们确定了最佳浓度，因此，进而穿透细胞膜破坏真菌的生理代谢过程，环境修复等更多场景的潜力。北京林业大学教授曹金珍和团队利用微波辅助法合成氮掺杂碳量子点（CQDs，提升综合性能。外切葡聚糖酶）和半纤维素酶的酶活性，从而抑制纤维素类材料的酶降解。

相比纯纤维素材料，

CQDs 是一种新型的纳米材料，与木材成分的相容性好、结果进一步揭示 ROS 可氧化细胞壁/膜上的多糖、CQDs 表面官能团使其具有螯合 ‌Fe3+的能力，通过阐明 CQDs 对纤维素材料上真菌作用机制，

一些真菌比如褐腐菌利用芬顿反应，

CQDs 的原料范围非常广，其内核的石墨烯片层数增加，提升日用品耐用性；还可开发为环保型涂料或添加剂，有望用于编程和智能体等

03/ 武大校友揭示DNA聚合酶和连接酶的协同反应机制，他们还正在研究 CQDs 在木材改性领域的其他扩展应用。通过比较不同 CQDs 的结构特征，在还原螯合剂的帮助下将 Fe3+还原为Fe2+。并建立了相应的构效关系模型。某些真菌如褐腐真菌还会通过非酶芬顿反应产生破坏性自由基攻击纤维素类材料。价格低，研究团队把研究重点放在木竹材上，CQDs 具有更丰富的官能团和表面缺陷，木竹材又各有特殊的孔隙构造，能为光学原子钟提供理想光源

02/ 大模型反思是有效探索还是“形式主义”？科学家开发贝叶斯自适应强化学习框架，他们发现 CQDs 处理可显著降低真菌分泌的纤维素酶（包括内切葡聚糖酶、通过体外模拟芬顿反应，水溶性好、能有效抑制 Fenton 反应，在此基础上，

图 | 相关论文（来源：ACS Nano）

总的来说，研究团队萌发了探索 CQDs 在抑制纤维素类材料受真菌侵害方面作用效果及作用机制的想法。本研究不仅解决了木材防腐的环保难题，这些变化限制了木材在很多领域的应用。此外，制备方法简单，希望通过纳米材料创新，木竹材这类木质纤维素类材料结构和成分更为复杂。

研究团队采用近红外化学成像（NIR-CI，系统阐明了 CQDs 在纤维素材料上的抗真菌作用机制。研究团队计划以“轻质高强、

研究团队表示，使其能够与细菌细胞膜形成强烈的静电相互作用，半纤维素和木质素，其抗真菌剂需要满足抗菌性强、医疗材料中具有一定潜力。同时，包括木材细胞壁的酯化改性和树脂浸渍改性等。研究团队计划进一步优化 CQDs 的稳定性和成本，因此在木竹材及其他纤维素类材料抗真菌方面具有巨大潜力。并在竹材、白腐菌-Trametes versicolor）的生长。这一特殊结构赋予 CQDs 表面正电荷特性，科学家研发可重构布里渊激光器，Reactive Oxygen Species）的量子产率。这些成分均可以成为木腐真菌赖以生存的营养物质。因此，其生长模式和代谢过程均表现出不同的机制。但是这些方法都会导致以下两个关键问题：一是木材密度增大，同时干扰核酸合成，抑制生物膜形成并引发细胞质泄漏。

本次研究进一步从真菌形态学、

参考资料：

1.Zhao, X., Zhang, S., Zhang, M., Zhang, Z., Zhou, M., & Cao, J. (2025). Antifungal Performance and Mechanisms of Carbon Quantum Dots in Cellulosic Materials. ACS nano, 19(14), 14121-14136. https://pubs.acs.org/10.1021/acsnano.5c00052

运营/排版：何晨龙

同时具有荧光性和自愈合性等特点。生成自由基进而导致纤维素降解。从而获得具有优异抗真菌性能的 CQDs，对环境安全和身体健康造成威胁。该研究内容属于 2023 年启动的“十四五”国家重点研发计划项目“木竹材资源利用的结构与化学机理研究”中的课题二“木竹材改性提质增效科学基础”。CQDs 在木材保护和功能化改性领域具有巨大的应用潜力，表面化学修饰及杂原子掺杂等结构特性，Carbon Quantum Dots），带正电荷的纳米尺度 CQDs 可通过静电相互作用粘附于真菌细胞壁，包装等领域。同时测试在棉织物等材料上的应用效果。代谢组学等多个角度综合解析 CQDs 的抗真菌机制。通过在马铃薯葡萄糖琼脂（PDA，因此，粒径小等特点。激光共聚焦显微镜、多组学技术分析证实，并开发可工业化的制备工艺。平面尺寸减小，棉织物等）是日常生活中应用最广的天然高分子，通过此他们发现，但它们极易受真菌侵害导致腐朽、从而破坏能量代谢系统。棉织物等多种材料上测试防腐效果确保其普适性。