微生物感染是当今临床医学面临的一个重大挑战,由感染引起的疾病如败血症等日益威胁着人类健康。微生物对传统抗生素产生的耐药性使得对新型抗菌剂的需求更加迫切。随着现代生物技术的发展以及提取手段的提高,具有生物活性的天然产物已经在治疗微生物感染方面取得了卓越的成效。同时生物质碳点由于具有出众的光学性质和环境友好性,其在细胞和活体等生物成像领域的应用正受到前所未有的关注。本论文围绕次级代谢产物、天然抗菌多肽以及生物质碳点探索了生物来源材料在生物医学领域的应用,主要进行了以下三个方面的工作:1、真菌次级代谢产物山梨素在光动力抗菌方面的应用研究:首先通过微生物发酵技术,以葡萄糖作为碳源,利用里氏木霉重组菌株成功制备并提取了次级代谢产物山梨素,然后将山梨素成功用于光动力抗菌并探究了抗菌机制。与其他类型光敏剂相比,该产物具有水溶性好,制备方法简单,生物安全性良好等优点。2、天然抗菌多肽的抗菌机制以及与癌细胞之间的相互作用研究:深入探究了三种动物来源的天然抗菌多肽的抗菌作用机理。同时评估了三种阳离子多肽对癌细胞的抑制作用,并使用流式细胞以及荧光共定位等探索了它们进入细胞的途径以及在细胞内的分布,从而了解其与癌细胞之间的相互作用。3、生物质基碳点在生物成像方面的应用研究:以牙刷树为碳源,通过一步水热法合成了一种绿色荧光碳点Mis-mPD CDs。与之前报道的碳点相比,Mis-mPD CDs显示出优越的成像工作条件。Mis-mPD CDs可以在5μg/m L的极低浓度下,在10分钟内实现核仁的快速、精准成像。而且Mis-mPD CDs在使用时不需要对细胞进行固定和冲洗等步骤。由于Mis-mPD CDs来源于生物质材料,合成方法简单环保,有望被开发成为一种优异的核仁荧光探针。综上,本篇论文围绕生物基来源材料,一方面深入探索了真菌次级代谢产物山梨素以及抗菌多肽在抗菌领域的应用,并且研究了它们的杀菌机制。另一方面利用生物质材料制备出碳点,将其成功应用于生物成像。希望本篇论文的工作可以在细菌感染治疗以及核仁成像等方面发挥作用,并在一定程度上激发研究人员围绕生物基来源材料开发出更加高效的抗菌剂或荧光探针。