人類生存環(huán)境中存在著種類繁多數(shù)量巨大的致病菌,無時(shí)無刻不威脅著人類生命健康。一直以來,抗菌劑在致病菌污染控制與預(yù)防方面起到至關(guān)重要的作用。在諸多抗菌材料中,碳納米材料的優(yōu)異特性使其成為了抗菌領(lǐng)域的佼佼者。其中,石墨雙炔（Graphdiyne,GDY）作為一種新興的二維碳納米材料,以其獨(dú)特的sp和sp²雜化結(jié)構(gòu)在儲(chǔ)能、光學(xué)、催化等領(lǐng)域展現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢(shì),應(yīng)用前景十分廣闊。然而,GDY及其衍生物在抗菌領(lǐng)域中的研究鮮有報(bào)道。本論文研究了GDY和氧化石墨雙炔（GDYO）的抗菌性能,發(fā)現(xiàn)與GDY相比,GDYO特殊形貌特征和表面官能團(tuán)賦予其更高的抗菌活性,并揭示了GDYO的抗菌作用機(jī)制。此外,本論文研究了GDY和GDYO對(duì)貴金屬離子的選擇性捕獲性能,發(fā)現(xiàn)GDY和GDYO可以將貴金屬離子從水溶液中選擇性吸附并原位還原至單質(zhì)納米顆粒,并證實(shí)了所回收貴金屬在抗菌方面的再利用可行性。首先,本論文以GDY為研究對(duì)象,以H₂O₂/H₂SO₄為氧化劑,對(duì)GDY進(jìn)行表面氧化處理制得GDYO,并對(duì)GDY和... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

微生物導(dǎo)致人工關(guān)節(jié)感染的比例[3]

內(nèi)蒙古大學(xué)碩士學(xué)位論文2隨著現(xiàn)代醫(yī)學(xué)與材料科學(xué)的迅速發(fā)展，納米科技在多個(gè)生物醫(yī)療領(lǐng)域得到了長(zhǎng)足的發(fā)展，也為抗菌治療指明了新的發(fā)展方向。納米抗菌劑給微生物污染控制與預(yù)防領(lǐng)域帶來了新的曙光。由于小尺寸效應(yīng)和多活性位點(diǎn)，納米材料具有更易于損傷細(xì)胞膜的特定，進(jìn)而呈現(xiàn)更高的抗菌活性，且已被視為不易產(chǎn)生細(xì)菌耐藥的理想抗菌劑[5,6]。圖1.2為納米材料與生物組織相互作用的可能機(jī)制。隨著納米抗菌材料尺寸的減小，其物理化學(xué)和結(jié)構(gòu)性質(zhì)也隨之變化，可能導(dǎo)致許多物質(zhì)相互作用，從而導(dǎo)致顯著的毒理學(xué)效應(yīng)。在UV光照射下，納米光催化抗菌劑在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生活性氧，產(chǎn)生氧化應(yīng)激損傷[7,8]。目前，形形色色的抗菌納米材料（包括納米抗菌肽、貴金屬納米顆粒、半導(dǎo)體納米顆粒、聚合物納米結(jié)構(gòu)、碳基納米材料等）被研制開發(fā)，并證明了其傳統(tǒng)抗生素?zé)o法比擬的抗菌可行性與優(yōu)越性，已應(yīng)用于細(xì)菌感染治療[4,9]。然而，研究發(fā)現(xiàn)不同納米材料也存在諸多問題，如抗菌多肽半衰期短，貴金屬和半導(dǎo)體會(huì)釋放金屬離子產(chǎn)生較大的生物毒性，聚合物納米粒子的生物相容性差[10]。相對(duì)于上述幾類抗菌納米材料，碳納米材料由于獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)、優(yōu)異的理化性質(zhì)、良好的生物相容性及強(qiáng)效抗菌活性，在抗菌及相關(guān)領(lǐng)域備受關(guān)注。圖1.2納米材料與生物組織相互作用的可能機(jī)制[7]Figure1.2Mechanismsofinteractionbetweennanomaterialsandbiologicaltissues[7]在諸多抗菌納米材料中，能夠有效預(yù)防與控制細(xì)菌感染的碳納米材料（如，碳量子點(diǎn)、碳納米管、石墨烯、氧化石墨烯等）已然成為了最受歡迎的抗菌材料，以石墨烯和氧化石墨烯（GO）最為典型[11,12]。2010年，中科院上海應(yīng)用物理所樊春海研究員和黃慶研究員在《ACS

材表面需要用抗菌材料保護(hù)，防止由細(xì)菌污染導(dǎo)致的交叉感染。抗菌劑則是構(gòu)成抗菌材料不可缺少的部分。隨著時(shí)代變遷，人們不再滿足于現(xiàn)狀，越來越多的人們追求綠色健康生活，抗菌環(huán)保產(chǎn)品也因此走進(jìn)千家萬戶，這也注定了抗菌劑及抗菌材料的應(yīng)用越來越廣泛。隨著抗菌研究的不斷深入，抗菌劑的種類越來越多。形形色色的抗菌劑被成功研制，有天然產(chǎn)物、有機(jī)小分子、高分子聚合物、無機(jī)物等。天然抗菌劑是最早被使用的一類抗菌劑，通常從動(dòng)植物中提取，例如β-內(nèi)酰胺、多酮化合物、氨基糖苷類、大環(huán)內(nèi)酯類、糖肽類等[18,19]。如圖1.3所示，Li等人從苔草中分離得到鄰甲基槲皮素對(duì)耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）的抑制效果明顯，IC50值為6.5μM[19,20]。天然抗菌劑通常通過與細(xì)胞壁接觸，進(jìn)入到細(xì)胞內(nèi)，干擾細(xì)胞內(nèi)的遺傳過程，從而抑制細(xì)菌生長(zhǎng)[21]。天然抗菌劑具有低毒性、生物相容性、環(huán)境友好等特點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用于抗菌及相關(guān)領(lǐng)域。圖1.3鄰甲基槲皮素的結(jié)構(gòu)式[20]Figure1.3Thestructuralof3-O-methylquercetin[20]


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