用于细菌检测及抑菌的新型纳米组合材料的合成与性能探索

来源 :山东大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:niannian827
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
1928年亚历山大·弗莱明发现了世界上第一种商业化抗生素——青霉素,到1940年青霉素的大规模商用,抗生素的使用大大减少了由细菌感染引起的传染病等疾病导致的死亡。但是使用抗生素可能会引起副作用并导致细菌产生抗生素耐药性。当我们使用抗生素时,细菌会进化出针对不同抗生素的防御策略从而使其失效。随着新抗生素不断地被发现和运用,细菌的耐药性问题开始浮出水面,甚至出现了对多种抗生素具有耐药性的细菌即多重耐药菌,它们可以以人类,商品和动物为媒介在社区、医疗机构以及环境(例如土壤,水)等区域以惊人的速度迅速传播。因此,细菌抗生素耐药性问题已经发展成为当今时代全球最大的公共卫生挑战之一。因此,对于新型抗菌剂,尤其是能降低细菌耐药性产生风险的抗菌剂的需求越来越大,在与细菌的这场博弈中,我们要想实现达到抑菌效果的同时降低和规避耐药性产生,重点要做到尽可能减少抑菌药物的使用量,避免药物滥用或者寻找行之有效的抑菌方式。在已开发的抗菌剂中,咪唑类离子液体是近年来新兴的一类绿色杀菌剂。研究表明,离子液体的的抑菌原理属于物理过程,其自身的正电性可以与细菌电负性的细胞膜结合,其结构中的疏水部分能够插入细胞膜,通过破坏细菌细胞膜的完整性达到抑制细菌生长的目的,这有效地降低了因抗生素类药物的使用带来的细菌耐药性问题。与此同时,细菌尤其是耐药菌的检测也是近年来研究人员关注的焦点。其中以光信号的变化为探测变量的光学方法在成本和灵敏度上较其他方法具有很大优势,因此值得进一步探索与发展。本研究中使用具有聚集诱导发光特性的有机分子对细菌进行荧光成像,解决了传统荧光分子因局部浓度大而引起的荧光猝灭问题。并且其具有更高的信噪比,成像效果很好。如今,“诊疗一体”的概念越来越受到科研人员的认可,它是指将诊断和靶向治疗进行一体化有机结合,从而实现在提高治疗效率的同时最大程度地减小其可能产生的副作用。在微生物学领域,科研人员们也致力于开发能在检测细菌的同时达到抑菌效果的复合体系。在本工作中,我们设计合成了一种咪唑类离子液体单体及其对应的聚合体,选择三种代表性的细菌菌株,分别为普通大肠埃希氏菌(E.coli)、属于革兰氏阴性菌的肠致病性大肠杆菌(EPEC)、属于革兰氏阳性菌的耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(MRSA)作为研究对象,对其抑菌动力学及抑菌效果做了系统对比,研究发现这种咪唑类离子液体单体(ILs)和其聚合体(PILs)他们对两种耐药菌的抑菌活性要高于普通大肠杆菌,并且在两种耐药菌中,对MRSA的抑菌活性明显高于EPEC,我们认为这是由于革兰氏阴性菌和阳性菌细胞壁结构的差异导致的。与此同时我们发现一种新型仿生纳米材料---花粉样纳米二氧化硅材料,由于其表面粗糙的特性,使他更容易黏附到细菌细胞壁的表面。具有低毒性、高生物相容性,以其为主体结构设计合成纳米复合体,其应用前景也十分值得期待。因此我们将花粉样介孔二氧化硅纳米材料作为抑菌剂的载体,因其表面带负电可以为负载带正电的离子液体提供条件,同时我们合成了表面光滑的材料作为对照,将其对三种菌株的抑菌性能进行系统分析。发现表面粗糙的纳米材料的负载量能达到表面光滑材料的3.5倍,引入纳米材料作为载体后,实现了以更小的加药浓度达到更佳的抑菌效果,大大提高了离子液体的抑菌效率。我们选择了一种水溶性良好的带正电的具有聚集诱导发光性质(AIE)的有机分子(后文皆简称为2-AFN-I)引入到我们的纳米组合体中,通过实验条件优化其负载量,使纳米组合体在没有细菌的条件下不发光,当环境中存在细菌,材料由于自身容易富集到细菌表面的特性,使局部2-AFN-I的浓度增加,从而其自身转动、振动受到抑制,进而发光点亮细菌。这种纳米组合体,借助2-AFN-I聚集诱导发光的性质实现我们对细菌成像,点亮细菌的目的,同时在不需要引入其他设备的情况下,就可以借助ILs/PILs实现抑菌的目的。经过实验探究,我们认为其对细菌同时进行成像及抑菌是具有可行性的。
其他文献
目的:本研究在健康中国行动的背景下,基于累积复杂模型从患者能力和工作负荷探讨分析老年慢性病共病患者治疗负担的影响因素。通过构建结构方程模型全面分析慢性病健康素养、情绪调节自我效能感、社会资源利用对自我管理行为的作用进而探讨对治疗负担的影响,以期为慢性病共病人群的健康管理制定科学的干预策略提供理论支撑。方法:采用描述性研究中的横断面研究。本研究采用便利抽样法,选取2020年12月至2021年6月,在
学位
目的:了解妊娠晚期妇女社会支持、身体意象和母乳喂养自我效能的现状,分析社会支持、身体意象和母乳喂养自我效能的相关性,探讨母乳喂养自我效能的影响因素,明确身体意象的中介作用,为促进妊娠晚期妇女社会支持及身体意象关注度,提高母乳喂养自我效能提供实据。方法:采取便利抽样方法,选取2021年3月~8月在吉林省某市三级甲等医院产科门诊进行产前检查的312名妊娠晚期妇女作为研究对象。采用一般人口学特征调查问卷
学位
研究背景:皮肤创面愈合有修复再生以及瘢痕愈合两种形式,其中瘢痕愈合后常在创口处留下大小不一的瘢痕疙瘩。瘢痕是临床常见的一种皮肤创口病理性纤维化愈合疾病,其发生主要与皮肤创口处成纤维细胞过度增殖相关,导致胶原蛋白、粘多糖等多种细胞外基质过度在创口处沉积,进而形成瘤样增生物。瘢痕组织对皮肤创口具有一定的填充作用,但对周围健康皮肤产生一定的侵袭作用,造成局部组织的畸形,可严重影响患者外形美观。转化生长因
学位
目的:研究人参皂苷Re对乙醇诱导的大鼠H4IIE肝细胞中线粒体功能的影响及其作用机制。方法:1.采用噻唑蓝(MTT法)测定通过不同浓度乙醇刺激H4IIE细胞不同时间后细胞活力水平,确定乙醇造模浓度及时间;评估不同浓度人参皂苷Re作用24 h对细胞活力水平的影响;2.实验分为空白对照组,乙醇(Et OH800 mmol/L)模型组,人参皂苷(Re 10μmol/L)组,人参皂苷+乙醇(Re 10μm
学位
金属纳米材料由于其优异的理化性质而在生物医学、环保材料、航空航天等领域得到了广泛的应用。随着纳米技术的发展,有研究发现将一些金属纳米颗粒(M-NPs)掺入水处理材料中可显著提高水体处理效果,因此,它被认为是最有发展前景的水处理技术之一。然而,在此类水处理材料的使用过程中,金属纳米颗粒可能会从中释放出来,对环境安全和人类健康带来潜在威胁。金属纳米颗粒进入环境后,在众多环境因素的作用下可能会发生丰富的
学位
目的:探究马来酸噻吗洛尔对增生性瘢痕的治疗作用及其作用机制。方法:1.体外实验提取人脐静脉内皮细胞(Human Umbilical Vein Endothelial Cell,HUVEC)并培养。设置四个实验组:对照组、低浓度组、中浓度组及高浓度组。通过给予不同浓度的马来酸噻吗洛尔(Timolol Maleate,TM)药物作用并观察细胞变化,运用CCK-8实验检测TM对细胞增殖的影响,划痕实验检
学位
中美关系是现阶段大国关系研究中非常重要的双边关系,因此,中美关系历来都是国际问题研究中的一个重点和焦点。从整体上看,中美关系一直处在不断变化中,特朗普的执政风格和理念与历届总统相比呈现出巨大的差异,“特朗普主义”的出现再次为中美关系的重塑带来了很多不确定性。尽管特朗普已经卸任总统,但特朗普主义对国际关系的影响短期内依然存在。因此,本研究以“特朗普主义”为研究对象,深入分析特朗普主义的原因和影响,将
学位
2018年,特朗普政府将中国定位为美国的“战略竞争对手”,打响了中美贸易战的第一枪。中美关系从原本的战略合作逐渐转变为战略竞争。2021年1月,拜登上台,在其就职演说中宣称“不急于在对华政策上背离特朗普政府的政策”,表明中美两国关系至少在中短期内将保持战略竞争的态势。但又要注意到,两国在促进经济发展、防止核及大规模杀伤性武器的扩散以及全球气候等问题上有具有广泛的共同利益。在全避免双方关系进一步恶化
学位
背景:Klotho是于1997年发现的一种蛋白,除了抗衰老外还具有抗氧化应激、抗肿瘤和抗炎等特性,巨噬细胞是炎症免疫反应的重要组成部分,它的免疫反应是由M1和M2两种主要表型介导的,而NF-κB在炎性反应中有着至关重要及不可忽略的作用。但Klotho是否通过NF-κB信号通路对巨噬细胞的极化产生影响尚未见报道。目的:利用LPS诱导的巨噬细胞细胞极化模型,探讨Klotho对RAW264.7细胞极化的
学位
目的:探讨邻苯二甲酸双(2-乙基己基)酯(Bis(2-ethylhexyl)ortho-phthalate,DEHP)和铅(Pb)联合慢性染毒对小鼠学习记忆能力及APP通路的影响,并探究一种或两种环境污染物低剂量慢性暴露对神经元退行性病变指标的影响及机制。方法:将128只2月龄健康雄性昆明种小鼠作为研究对象,体重(20±2)g,将小鼠随机分为:(1)正常对照组;(2)Pb组:250 mg/L;(3
学位