本文關(guān)鍵詞：氧化鋅納米粒子抗菌性能及對小鼠毒性的初步研究

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【摘要】：隨著納米技術(shù)的快速發(fā)展,具有抗菌作用的納米顆粒已廣泛應用于醫(yī)療、食品、日用化工等領(lǐng)域。納米氧化鋅作為一種活性氧化物抗菌材料,具有長效、廣譜、不產(chǎn)生耐藥性的特點,已成為目前抗菌材料領(lǐng)域的研究熱點。為了探究納米氧化鋅在復雜基質(zhì)中的抗菌機制,對加入四種有機酸(醋酸、乳酸、丙酸和異丁酸)前后的納米氧化鋅的抗菌強弱的變化進行了研究。結(jié)果表明,納米氧化鋅在酸性基質(zhì)中,溶解度大大增強,導致釋放出的鋅離子濃度升高,同時抑菌效果大大增強。且納米氧化鋅在醋酸和乳酸基質(zhì)中對蠟樣芽孢桿菌和大腸桿菌的致死率顯著上升,進一步通過PMA-PCR和SEM檢測到其能破壞細菌的細胞膜和導致細菌菌體形態(tài)的改變。抗氧化劑NAC并不能抵消納米氧化鋅在酸性基質(zhì)中對細菌的活性氧毒性。表明納米氧化鋅在酸性基質(zhì)中抗菌機理主要是鋅離子的釋放。為了對不同尺寸納米氧化鋅的安全性進行評價,對小鼠連續(xù)灌胃3 d高濃度(100 mg/kg·bw)的不同粒徑(100 nm、90 nm和30 nm)的氧化鋅,結(jié)果表明,30 nm組的小鼠血液學和血清生化指標受到最為顯著性影響,肝功能受損。肝病理切片結(jié)果顯示在30 nm組可見肝組織中央血管受損和肝竇紊亂,肝結(jié)構(gòu)受損。同時30 nm組內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激相關(guān)通路PERK-eIF2α-ATF4-Chop和JNK被激活,且Caspase-3、Caspase-9、Caspase-12和促凋亡基因Bax表達水平高于其他組別。越小粒徑納米氧化鋅越能誘導內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激凋亡信號,促進肝細胞凋亡,引起肝損傷。由于納米氧化鋅抑菌性是其釋放的鋅離子產(chǎn)生的,但納米氧化鋅難溶于水從而難以發(fā)揮其抑菌性。同時由于高濃度納米氧化鋅易引起生物體毒性,故本研究將納米氧化鋅和植物乳桿菌發(fā)酵液組合,發(fā)現(xiàn)其對鼠傷寒沙門氏菌具有體外協(xié)同抑菌性,此外,qPCR和PCR-DGGE結(jié)果顯示納米氧化鋅和植物乳桿菌發(fā)酵液能抑制感染沙門氏菌小鼠腸道內(nèi)沙門氏菌和腸桿菌的生長,能改善小鼠腸道微生態(tài)。綜上,納米氧化性的抗菌機制主要源于其能釋放鋅離子,但高濃度時會通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激誘導小鼠肝毒性作用,將納米氧化鋅和植物乳桿菌發(fā)酵液組合,解決了低濃度下納米氧化鋅抗菌性能不高但高濃度易引發(fā)生物毒性的問題。本研究為納米氧化鋅在食品生物技術(shù)領(lǐng)域的開發(fā)及應用提供了基礎數(shù)據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：納米氧化鋅 抗菌機制 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激 肝損傷 植物乳桿菌發(fā)酵液 協(xié)同抑菌
【學位授予單位】：南昌大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TS201.3;TB383.1
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-7
• 縮略語索引7-13
• 第一章 前言13-20
• 1.1 納米氧化鋅抑菌機理研究進展13-18
• 1.1.1 影響納米氧化鋅的抗菌性能的因素13-15
• 1.1.2 納米氧化鋅的抗菌機制15-18
• 1.2 納米氧化鋅的安全性研究進展18-19
• 1.2.1 納米氧化鋅對細胞的影響18
• 1.2.2 納米氧化鋅對生物體的影響18-19
• 1.3 本文研究意義與方法19-20
• 第二章 酸性基質(zhì)中納米氧化鋅抗菌機制的研究20-32
• 2.1 前言20-21
• 2.2 材料與儀器21
• 2.2.1 試劑與材料21
• 2.2.2 主要試劑的配制21
• 2.3 實驗方法21-25
• 2.3.1 平板法測納米氧化鋅酸性條件下的抑菌性21-22
• 2.3.2 牛津杯測納米氧化鋅在酸性條件下的抑菌圈直徑22-23
• 2.3.3 抗氧化劑對酸性條件下納米氧化鋅抑菌性能的影響23
• 2.3.4 PMA-PCR觀察細胞膜形態(tài)23-24
• 2.3.5 SEM觀察細胞形態(tài)24-25
• 2.4 結(jié)果25-30
• 2.4.1 納米氧化鋅在有機酸條件下的抑菌性能25-27
• 2.4.2 抗氧化劑對酸性條件下納米氧化鋅的抗菌性結(jié)果27-28
• 2.4.3 PMA-PCR對菌膜完整性檢測結(jié)果28-29
• 2.4.4 納米氧化鋅對細菌形態(tài)檢測結(jié)果29-30
• 2.5 討論30-32
• 第三章 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激在納米氧化鋅誘導小鼠肝損傷的作用及機制32-45
• 3.1 前言32-33
• 3.2 材料與儀器33-34
• 3.2.1 實驗耗材、設備及試劑33
• 3.2.2 實驗動物33
• 3.2.3 主要試劑的配制33-34
• 3.3 實驗方法34-37
• 3.3.1 納米氧化鋅粒子表征34
• 3.3.2 動物實驗34
• 3.3.3 全血及血清收集及檢測34
• 3.3.4 小鼠的收集及病理切片的制作34-35
• 3.3.5 肝組織中鋅含量的測定35
• 3.3.6 RT-qPCR分析35-37
• 3.3.7 統(tǒng)計分析37
• 3.4 結(jié)果37-42
• 3.4.1 氧化鋅粒子的表征37-38
• 3.4.2 全血及血清生化檢測分析38-40
• 3.4.3 肝中鋅含量測定分析40
• 3.4.4 肝組織結(jié)構(gòu)病理分析40-41
• 3.4.5 納米氧化鋅誘導的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激41-42
• 3.5 討論42-45
• 第四章 納米氧化鋅和植物乳桿菌發(fā)酵液體內(nèi)和體外的協(xié)同抑菌性45-58
• 4.1 前言45-46
• 4.2 材料與方法46-50
• 4.2.1 材料46
• 4.2.2 植物乳桿菌發(fā)酵液46
• 4.2.3 植物乳桿菌發(fā)酵液和納米氧化鋅混合物的抑菌性46
• 4.2.4 TEM觀測S. typhimurium形態(tài)46
• 4.2.5 動物實驗46-47
• 4.2.6 糞便樣本中DNA的提取47
• 4.2.7 qPCR檢測47-49
• 4.2.8 PCR-DGGE49-50
• 4.2.9 數(shù)據(jù)處理與分析50
• 4.3 結(jié)果50-56
• 4.3.1 體外抗菌性50-51
• 4.3.2 沙門氏菌的形態(tài)觀測51-52
• 4.3.3 qPCR52-53
• 4.3.4 腸球菌的DGGE分析53-56
• 4.4 討論56-58
• 第五章 結(jié)論與展望58-60
• 5.1 結(jié)論58-59
• 5.1.1 鋅離子是納米氧化鋅在酸性基質(zhì)中主要的抗菌機制58
• 5.1.2 納米氧化鋅可通過內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應激引起肝損傷58
• 5.1.3 納米氧化鋅和植物乳桿菌發(fā)酵液具有協(xié)同抑菌性58-59
• 5.2 展望59-60
• 致謝60-61
• 參考文獻61-67
• 個人介紹67-68
• 攻讀學位期間的研究成果68-69
• 附錄A 試劑69-70
• 附錄B 儀器70
• 附錄C 耗材70-71
• 附錄D 彩圖71-73

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