【摘 要】
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在过去,人们与细菌进行着激烈的斗争,面对细菌感染引起的疾病,人们通过研发疫苗,改善卫生环境和使用抗生素等手段与细菌抗争。人们曾乐观的称抗生素为“特效药”,但过多的使用和滥用导致了细菌耐药性的产生,因此寻找和开发对抗细菌感染的新方式迫在眉睫。近红外光(NIR)是一种治疗细菌感染的新方法,具有广谱抗菌性和对人体组织无伤害等优势。二硫化钼(MoS_2)因其具有分散性良好,稳定性强,生物相容性和光热效应较
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在过去,人们与细菌进行着激烈的斗争,面对细菌感染引起的疾病,人们通过研发疫苗,改善卫生环境和使用抗生素等手段与细菌抗争。人们曾乐观的称抗生素为“特效药”,但过多的使用和滥用导致了细菌耐药性的产生,因此寻找和开发对抗细菌感染的新方式迫在眉睫。近红外光(NIR)是一种治疗细菌感染的新方法,具有广谱抗菌性和对人体组织无伤害等优势。二硫化钼(MoS2)因其具有分散性良好,稳定性强,生物相容性和光热效应较好等优势,被广泛应用于生物医药领域。此外,机械杀菌是通过设计材料的不同形貌使其具有物理杀菌作用,直接与细菌细胞壁作用,导致细菌内容物泄露,最后死亡。因此,结合两者的优点,本文合成具有物理杀菌作用的金纳米星结构(Au nanostars),并与光热材料MoS2及靶向分子万古霉素(vancomycin,Van)的连接,具有协同杀菌性能的Van-MoS2-Au纳米复合材料。本工作内容主要包括以下几个方面:(1)Van-MoS2-Au纳米复合材料的合成。首先通过溶剂热法合成了单层MoS2纳米片,并连接靶向分子万古霉素(Van-MoS2)。万古霉素的靶向作用是通过氢键与细菌膜肽单元的末端D-Ala-D-Ala发生强烈的相互作用,获得高效的抗菌性。然后,利用氧化还原的方式,将金纳米材料制备成Au nanostars的结构,使其具有机械杀菌作用。结合上述两种材料的优势,合成Van-MoS2-Au纳米复合材料,不仅具有很强的抗菌性能,同时具有良好的生物相容性和稳定性。(2)Van-MoS2-Au纳米复合材料的表征。通过透射电子显微镜和原子力显微镜对Van-MoS2-Au纳米材料形貌进行了表征,其大小尺寸为150-200 nm,高度在35-40nm,大小均匀;Au nanostars尺寸为50 nm左右,高度为35-40 nm均与分布于Van-MoS2表面。通过TEM mapping测试了Van-MoS2-Au纳米复合材料的元素分布情况,结果表明了Mo,S,Au三种元素分布较均匀。最后,通过808 nm NIR照射,测试了Van-MoS2-Au纳米复合材料的光热性能,结果表明Van-MoS2-Au纳米复合材料具有良好光热转换效应,在浓度达160 ppm时,20 s内温度可以达到60°C左右。(3)Van-MoS2-Au纳米复合材料抗菌作用。将Van-MoS2-Au纳米复合材料与革兰氏阳性菌(枯草芽孢杆菌)及革兰氏阴性菌(大肠杆菌)共同孵育。通过电子扫描显微镜测试,涂布平板试验和细菌活/死荧光染色等实验操作,证明Van-MoS2-Au纳米复合材料具有较强的广谱杀菌性能。(4)分散生物被膜作用。将Van-MoS2-Au纳米复合材料应用于分散金黄色葡萄球菌生物被膜,结果证明Van-MoS2-Au纳米复合材料可以分散生物被膜,并通过细菌活/死荧光染色实验观察到Van-MoS2-Au纳米复合材料可以杀死生物被膜中的残留细菌。综上所述,本工作开发的新型纳米复合材料具有良好的生物相容性和较强的抗菌能力,为抗菌材料开辟了新的途径,提供了新的技术,具有广阔的生物医学应用前景。
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