本文選題：納米材料　切入點(diǎn)：細(xì)菌　出處：《上海大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：現(xiàn)實(shí)生活中,納米材料單獨(dú)暴露的場(chǎng)合很少,更多是與其它化學(xué)物質(zhì)同時(shí)存在。他們聯(lián)合作用可能改變單獨(dú)暴露時(shí)的生物效應(yīng),產(chǎn)生協(xié)同、拮抗等效應(yīng)。因而研究納米材料在復(fù)合體系中的生物效應(yīng)及其作用機(jī)制具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前,納米銀等材料,由于其優(yōu)異的殺菌性能,已作為殺菌劑被廣泛地應(yīng)用于紡織品、醫(yī)療設(shè)備、包裝材料和化妝品等諸多領(lǐng)域,在環(huán)境中廣泛存在。同時(shí),抗生素也被大量使用導(dǎo)致其在環(huán)境中普遍存在。作為一種新型環(huán)境污染物,它容易誘導(dǎo)病原菌產(chǎn)生耐藥性,對(duì)人類(lèi)健康和環(huán)境造成威脅。因此,在環(huán)境中納米銀等材料與抗生素極有可能共同存在。本論文選擇典型的聚乙烯吡咯烷酮修飾的銀納米顆粒(Ag-PVP NPs)和常用抗生素為模型,研究它們聯(lián)合暴露對(duì)細(xì)菌(大腸桿菌、金色葡萄球菌和耐慶大霉素大腸桿菌)的作用,探討協(xié)同和拮抗體系的作用機(jī)制,繼而選擇協(xié)同作用的體系用于抗耐藥細(xì)菌的研究,為抗菌劑的研發(fā)提供了新的思路。首先,通過(guò)測(cè)定Ag-PVP NPs與不同抗生素單獨(dú)作用時(shí)的最小抑菌濃度,聯(lián)合作用時(shí)的部分抑菌濃度指數(shù),以及細(xì)菌的存活率和生長(zhǎng)曲線(xiàn)獲得兩者聯(lián)合作用對(duì)不同細(xì)菌菌株抗菌性能的影響。隨后,利用活/死細(xì)菌染色,細(xì)菌形貌觀察,元素含量測(cè)定和多種譜學(xué)技術(shù)深入研究Ag-PVP NPs與慶大霉素的聯(lián)合體系與不同細(xì)菌的相互作用,包括慶大霉素對(duì)Ag-PVP NPs物化性質(zhì)的影響。最后,利用紫外吸收光譜對(duì)Ag-PVP NPs與氨芐西林的相互作用進(jìn)行初步研究。具體研究結(jié)果如下:(1)Ag-PVP NPs與抗生素聯(lián)合暴露時(shí),會(huì)產(chǎn)生包括協(xié)同,拮抗等多種作用結(jié)果。Ag-PVP NPs與慶大霉素聯(lián)用表現(xiàn)為協(xié)同作用;與氨芐西林聯(lián)用表現(xiàn)為拮抗作用;與青霉素G聯(lián)用表現(xiàn)為無(wú)關(guān)或相加作用。與單獨(dú)作用相比,Ag-PVP NPs與慶大霉素的聯(lián)合作用能夠增強(qiáng)其抗菌性能,使細(xì)菌的生長(zhǎng)周期延遲和縮短,并且對(duì)慶大霉素耐藥菌的抗菌效果也有大幅度提升。相反地,Ag-PVP NPs與氨芐西林的聯(lián)合作用減弱了其抗菌性能。(2)Ag-PVP NPs和慶大霉素協(xié)同作用的聯(lián)合體系主要是通過(guò)抑制細(xì)菌的生長(zhǎng)和增殖而發(fā)揮抗菌效果的。慶大霉素對(duì)Ag-PVP NPs的溶解有促進(jìn)作用,導(dǎo)致大量銀離子的釋放。同時(shí),慶大霉素會(huì)增強(qiáng)Ag-PVP NPs與細(xì)菌的相互作用,致使細(xì)菌對(duì)銀的攝取率提高。兩方面的作用均會(huì)提升銀的生物有效濃度,使聯(lián)合體系產(chǎn)生協(xié)同抗菌作用。但慶大霉素與銀離子的絡(luò)合物卻會(huì)削弱銀離子本身的抗菌能力。因此聯(lián)合體系的協(xié)同抗菌作用背后亦存在拮抗作用。(3)Ag-PVP能夠吸附混合體系中的氨芐西林,導(dǎo)致體系中游離的氨芐西林的濃度下降,使抗菌效果減弱,聯(lián)合體系表現(xiàn)為拮抗作用。另外,我們利用氧化石墨烯為原料,醋酸鋅為鋅源,無(wú)水乙醇為反應(yīng)溶劑,通過(guò)簡(jiǎn)單的一步法制備得到了Zn O/GO納米復(fù)合材料,并探究了復(fù)合材料的協(xié)同抗菌性能及機(jī)制,對(duì)復(fù)合材料的細(xì)胞毒性作出了評(píng)價(jià)。研究顯示復(fù)合材料的抗菌活性遠(yuǎn)高于等量的Zn O納米顆粒,抗菌能力存在濃度和時(shí)間依賴(lài)性,并且與GO片上的鋅濃度密切相關(guān)。Zn O納米顆粒在GO片上分布均勻,在GO包裹細(xì)菌時(shí)與細(xì)菌發(fā)生緊密接觸和相互作用。另外,從Zn O納米顆粒上溶解的鋅離子會(huì)迅速吸附于GO片上,GO對(duì)細(xì)菌的包裹和覆蓋作用使得細(xì)菌表面局部鋅離子濃度顯著提高,導(dǎo)致細(xì)胞膜受損,細(xì)菌形態(tài)改變,生長(zhǎng)與繁殖受到抑制,最終死亡。Zn O/GO納米復(fù)合材料在有效抗菌濃度下未表現(xiàn)出明顯的細(xì)胞毒性,具有良好的生物相容性。本論文不僅獲得了納米材料在聯(lián)合體系中的生物效應(yīng)和作用機(jī)制方面的信息,拓展了納米材料生物效應(yīng)研究的廣度與深度,并且關(guān)注聯(lián)合作用的協(xié)同效應(yīng),為開(kāi)發(fā)新型抗菌材料提供了新思路。
[Abstract]:In real life, nanomaterials exposed very few occasions, more is coexist with other chemicals. Their combined effects may alter the biological effect, separate exposure synergistic, antagonistic effect. So it has important practical significance to study the biological effects of nanomaterials in the composite system and its mechanism. At present, nano silver other materials, because of its excellent bactericidal properties, has been used as fungicides are widely used in textiles, medical equipment, packaging materials and cosmetics and other areas, is widespread in the environment. At the same time, antibiotics have been widely used due to its widespread presence in the environment. As a new type of environmental pollutants, it is easy to the pathogen induced resistance, pose a threat to human health and the environment. Therefore, the common existence in the environment of nano silver materials such as antibiotics and very likely. The anthology selection code Silver nanoparticle modified polyvinyl pyrrolidone (Ag-PVP NPs) and commonly used antibiotics as a model to study their combined exposure to bacteria (Escherichia coli, Staphylococcus aureus and gentamicin resistant Escherichia coli) role, to explore the mechanisms of synergistic and antagonistic system, then choose the synergy system for research of anti drug resistant bacteria and provide new ideas for the development of antibacterial agents. First of all, the minimal inhibitory concentration of Ag-PVP NPs alone with different antibiotics, the fractional inhibitory concentration index when combined, and the survival rate of bacteria and the growth curve for the combined effect of antibacterial properties of different bacterial strains. Subsequently, the use of live bacterial / dead staining, bacterial morphology, content determination and a variety of spectral combination system technology research of Ag-PVP NPs and gentamicin with different bacteria The role of Ag-PVP NPs, including the effect of gentamicin on physicochemical properties. Finally, the UV absorption spectra of interaction between Ag-PVP NPs and ampicillin were preliminarily studied. The main results are as follows: (1) Ag-PVP NPs combined with antibiotic exposure, will produce other effects including collaborative, antagonist NPs and gentamicin combined with.Ag-PVP results synergistically combined with ampicillin; antagonistic effect; and combined with penicillin G showed independent and additive effect. Compared with NPs alone, the combined effects of Ag-PVP and gentamicin can enhance its antibacterial properties, the growth cycle of bacteria and shorten the delay, and the antibacterial effect of gentamicin resistant bacteria is also large increase. On the contrary, the combined effect of Ag-PVP and NPs of ampicillin weakens its antibacterial properties. (2) Ag-PVP NPs and gentamicin synergistic combination system The growth and proliferation of bacteria and exert their antibacterial effect. The dissolution of gentamicin on Ag-PVP promoted NPs, resulting in a large number of silver ion release. At the same time, gentamicin will enhance the interaction of Ag-PVP and NPs bacteria, the bacteria on the silver uptake rate increased. The effective concentration of biological effect in two aspects will enhance the silver the unite system produces synergistic antibacterial effect. But the gentamicin and silver ion complexes but weakens the antibacterial ability of silver ion itself. Therefore, behind the synergic effects of joint system also has antagonistic effect. (3) Ag-PVP can be adsorbed in the mixed system of ampicillin, resulting in the concentration of free ampicillin decreased, the antibacterial the effect of reduced joint system showed antagonistic effect. In addition, we use graphene oxide as raw material, zinc acetate as zinc source, ethanol as solvent, by Jane A single step method of preparing Zn nano O/GO composite materials, and to explore the synergistic antibacterial properties and mechanism of composite materials, makes evaluation on the cytotoxicity of the composite material. The research shows that Zn O nanoparticle antibacterial activity of the composite is much higher than the equivalent, the antibacterial ability of concentration and time dependence, and closely related with the concentration of zinc on chip GO.Zn O nanoparticles were uniformly dispersed in the GO films, closely contact and interaction with bacteria in GO coated bacteria. In addition, the zinc ion Zn O nanoparticles on dissolved rapidly adsorbed on the GO chip, GO package and the covering effect on bacteria makes local zinc bacteria the surface of ion concentration increased significantly, resulting in cell membrane damage, bacterial morphology, growth and reproduction is inhibited, the final death of.Zn O/GO nano composite materials in effective antibacterial concentrations showed no obvious cytotoxicity, with Have a good biocompatibility. This paper not only obtained nano materials of biological effects in combined system and mechanism of information, expand the breadth and depth of research on biological effects of nanomaterials, and focus on the synergistic effect of combined effect, provides a new idea for the development of new antibacterial materials.

【學(xué)位授予單位】：上海大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TB383.1

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本文編號(hào)：1721466