抗生素的濫用導(dǎo)致細(xì)菌耐藥問題日益嚴(yán)重,人類迫切需要開發(fā)出新的抗菌藥物以減少細(xì)菌耐藥問題�；诩{米銀制備而成的納米銀復(fù)合材料在兼顧納米銀抗菌性能的同時(shí)不僅能夠克服單一納米銀釋放速度快、不穩(wěn)定等缺點(diǎn),還能緩解細(xì)菌耐藥的問題,因此被認(rèn)為是一類具有廣泛應(yīng)用前景的新型抗菌劑。已有研究表明,單一納米銀與某些抗生素的聯(lián)合使用可以達(dá)到協(xié)同抗菌效果,但目前尚缺乏對(duì)納米銀復(fù)合材料與抗生素的聯(lián)合抗菌性能及機(jī)制的研究。本文首先制備出3種不同結(jié)構(gòu)的納米銀復(fù)合材料,包括二氧化硅-聚多巴胺-納米銀復(fù)合材料（SiO₂-PD-AgNPs）、納米銀@二氧化硅復(fù)合材料（AgNPs@SiO₂）和納米銀@二氧化硅-聚多巴胺-納米銀復(fù)合材料（AgNPs@SiO₂-PD-AgNPs）。隨后測定了納米銀復(fù)合材料對(duì)大腸桿菌（Escherichia coli, E. coli）和枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis, B. subtilis）的單一毒性效應(yīng)。結(jié)果顯示,AgNPs@SiO₂-PD-AgNPs復(fù)合材料對(duì)2種菌的單一毒性均大于其... 

【文章來源】：生態(tài)毒理學(xué)報(bào). 2020,15(02)北大核心

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【部分圖文】：

3種納米銀復(fù)合材料的紫外可見吸收光譜（a）與結(jié)構(gòu)（b）：--；--；。

本研究中納米銀復(fù)合材料的抗菌性能主要由納米銀的負(fù)載率決定。對(duì)于Ag NPs@Si O2來說，該材料是將納米銀的還原反應(yīng)和正硅酸乙酯的水解反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，使納米銀能夠更多地被包裹于Si O2微孔中，其對(duì)納米銀的吸附率較高。而Si O2表面的聚多巴胺雖具有一定的黏附性，但其負(fù)載的納米銀粒子可能相對(duì)較少，導(dǎo)致Si O2-PD-Ag NPs毒性較Ag NPs@Si O2小。AgNPs@Si O2-PD-AgNPs是在Ag NPs@Si O2的基礎(chǔ)上，對(duì)材料表面進(jìn)行進(jìn)一步修飾，從而進(jìn)一步提高了納米銀的負(fù)載率，因此Ag NPs@Si O2-PD-AgNPs的毒性最大。從受試菌來看，3種材料對(duì)E.coli的毒性均大于對(duì)B.subtilis的毒性，即E.coli對(duì)納米銀復(fù)合材料的敏感度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于B.subtilis。筆者推測這可能與2種菌的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)有關(guān)：E.coli是革蘭氏陰性菌，細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)較為單薄，含極少肽聚糖，納米銀和Ag+容易滲透到細(xì)胞質(zhì)中；對(duì)于B subtilis來說，細(xì)胞壁堅(jiān)固致密的肽聚糖層會(huì)阻礙納米銀和Ag+的滲透，抑菌效應(yīng)減弱[34]。2.3聯(lián)合毒性

對(duì)于AgNPs@Si O2-PD-Ag NPs和OH的聯(lián)合毒性效應(yīng)，有研究指出，納米銀與四環(huán)素在水溶液中共存時(shí)會(huì)發(fā)生交互反應(yīng)，改變納米銀與四環(huán)素的理化性質(zhì)，導(dǎo)致Ag+的濃度升高，四環(huán)素的濃度降低[43]。Wan等[44]在評(píng)價(jià)納米銀與抗生素聯(lián)合抑制大腸桿菌實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)，納米銀與四環(huán)素聯(lián)用不具有協(xié)同抑菌效果。因此，筆者推測納米銀復(fù)合材料和OH的聯(lián)合作用機(jī)制如圖3(d)所示。Ag NPs@Si O2-PD-AgNPs首先釋放出納米銀(圖2(d))，之后OH通過羥基和酰胺基(圖3(c))與納米銀結(jié)合成為OH-納米銀復(fù)合物。但是OH與納米銀會(huì)發(fā)生交互反應(yīng)，改變了OH與納米銀的理化性質(zhì)，導(dǎo)致Ag+濃度增加，OH濃度降低。一方面，OH-納米銀復(fù)合物會(huì)釋放更多的Ag+，與單獨(dú)的納米銀相比會(huì)對(duì)細(xì)菌產(chǎn)生更大的毒性作用；另一方面，OH濃度的降低減少了其與細(xì)菌核糖體的結(jié)合，降低了對(duì)蛋白質(zhì)合成過程的影響，和相同條件下單獨(dú)的OH作用相比對(duì)細(xì)菌的毒性效應(yīng)減弱了，總體表現(xiàn)出對(duì)細(xì)菌的聯(lián)合抗菌效應(yīng)為相加。，綜上，本文制備出3種納米銀復(fù)合材料并對(duì)其抗菌性能進(jìn)行探究，研究結(jié)果總結(jié)如下。(1)3種納米銀復(fù)合材料對(duì)細(xì)菌的單一毒性大小順序一致，均為AgNPs@Si O2-PD-AgNPs>Ag NPs@Si O2>Si O2-PD-AgNPs。此外，E.coli對(duì)納米銀復(fù)合材料的敏感度要高于B.subtilis。(2)AgNPs@Si O2-PD-AgNPs與KS在毒性比為1∶1、1∶5和5∶1時(shí)對(duì)E.coli的聯(lián)合毒性效應(yīng)為協(xié)同，對(duì)B.subtilis的聯(lián)合毒性效應(yīng)為相加，而AgNPs@Si O2-PD-AgNPs與OH對(duì)2種菌的聯(lián)合毒性效應(yīng)均為相加。(3)Ag NPs@Si O2-PD-AgNPs與KS協(xié)同效應(yīng)產(chǎn)生的主要原因可能是因?yàn)槎呓Y(jié)合而成的KS-納米銀復(fù)合物導(dǎo)致進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)的Ag+和KS相較于單獨(dú)的抗菌劑作用時(shí)均有增加，對(duì)細(xì)菌產(chǎn)生更大的毒性作用，表現(xiàn)出協(xié)同抗菌效應(yīng)。因此，可以推測AgNPs@Si O2-PD-Ag NPs和KS聯(lián)用會(huì)對(duì)革蘭氏陰性菌發(fā)揮優(yōu)異的協(xié)同抗菌性能。所以，建議在今后的實(shí)際運(yùn)用中，可以將夾心層結(jié)構(gòu)的納米銀復(fù)合材料和包含有羥基和酰胺基等活性基團(tuán)并且不會(huì)與納米銀發(fā)生交互反應(yīng)的抗生素聯(lián)合作用于革蘭氏陰性菌；此外，在此基礎(chǔ)上有必要進(jìn)一步探究對(duì)革蘭氏陽性菌也能產(chǎn)生良好協(xié)同抗菌效應(yīng)的納米銀復(fù)合材料與抗生素的組合，為開發(fā)新型抗菌材料提供新思路并為聯(lián)合用藥提供參考。

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