【摘 要】
:
细菌生物被膜的形成是引发大多数临床性感染的主要原因之一。目前临床上主要利用抗生素对抗生物被膜。然而,生物被膜对抗生素表现出高耐药性,需要大剂量的抗生素来治疗,这样不仅会加速耐药细菌的产生,同时会对人体产生毒副作用。随着纳米技术的发展,研究发现纳米粒子能够穿过生理和生物被膜屏障,有效杀死生物被膜内的细菌并破坏生物被膜,而纳米粒子在生物被膜内的渗透和富集能力决定了其治疗生物被膜的最终效果。因此,理解纳
论文部分内容阅读
细菌生物被膜的形成是引发大多数临床性感染的主要原因之一。目前临床上主要利用抗生素对抗生物被膜。然而,生物被膜对抗生素表现出高耐药性,需要大剂量的抗生素来治疗,这样不仅会加速耐药细菌的产生,同时会对人体产生毒副作用。随着纳米技术的发展,研究发现纳米粒子能够穿过生理和生物被膜屏障,有效杀死生物被膜内的细菌并破坏生物被膜,而纳米粒子在生物被膜内的渗透和富集能力决定了其治疗生物被膜的最终效果。因此,理解纳米粒子与生物被膜的相互作用,调控纳米粒子在生物被膜内的渗透和富集是发展基于纳米颗粒抗生物被膜材料的关键问题。本论文选择聚多巴胺(PDA)纳米粒子,一种仿黑素色材料作为研究对象。基于其良好的生物相容性,优异的光热转化能力和易功能化等特性,PDA近年来在抗菌领域展现出了巨大潜力。目前有关PDA纳米粒子抗生物被膜上的研究主要侧重在以PDA作为载体的功能型纳米抗菌材料的开发上,而对其在生物被膜内的渗透和富集缺乏深入的了解。因此,本论文系统地研究了不同因素对PDA纳米粒子在生物被膜内渗透和富集能力的影响,包括尺寸、表面电荷和外部磁场等,进而设计了基于PDA的抗生物被膜纳米粒子。(1)首先,我们从尺寸角度出发,合成了一系列水合粒径为7~17 nm的小尺寸PDA纳米粒子,并初步考察了其对游离细菌的杀菌作用。细菌的最外层是一层致密的细胞壁,导致大尺寸的纳米粒子很难进入细菌内部,因此发展较小尺寸的纳米粒子(≤30 nm)是构建理想纳米粒子抗菌平台的基础。我们利用自上而下的方法合成了一系列水合粒径为7~17 nm的PDA纳米粒子。经PEG修饰后,这些小尺寸PDA-PEG纳米粒子可以在磷酸盐缓冲溶液(PBS)中稳定存在数月不沉降。进一步将抗生素左氧氟沙星(LVFX)与PDA-PEG组装后,PDA-PEG-LVFX纳米粒子展现出良好的光热效果以及光热稳定性,同时释放出抗生素。在808 nm的激光照射下,PDA-PEG-LVFX纳米粒子对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的杀菌率均为100%。(2)随后,我们制备了一系列水合粒径为60~200 nm的较大尺寸PDA纳米粒子,并将其与不同端基的DSPE-PEG(DSPE-PEG-OCH3/COOH/NH2)组装,得到了不同表面电荷的PDA纳米粒子,研究了它们与金黄色葡萄球菌生物被膜的相互作用。研究结果表明,PDA纳米粒子在金黄色葡萄球菌生物被膜的渗透和富集具有尺寸依赖性,较小尺寸的PDA纳米粒子(~15 nm)无法留存在生物被膜内,而较大尺寸的PDA纳米粒子(~200 nm)难以进入生物被膜,在60~90 nm范围内的PDA纳米粒子具有更好的渗透和富集能力。此外,相比于表面携带羧基和甲氧基的PDA纳米粒子,表面带有氨基的PDA纳米粒子由于生物被膜带负电的特质,可以进一步帮助PDA纳米粒子富集分布在生物被膜中,在808 nm波长的激光照射下对金黄色葡萄球菌生物被膜展现出更高的杀菌率。(3)最后,在前两章工作的基础上,我们在PDA内部引入磁性纳米粒子(Fe3O4)核,即通过氧化自聚的方法在磁性纳米粒子表面聚合形成PDA壳层,得到了核壳结构的Fe3O4-PDA纳米粒子。实验结果表明,在磁场作用下,Fe3O4-PDA纳米粒子可以主动靶向并准确控制PDA纳米粒子在生物被膜内的运动,进一步提高了纳米粒子在生物被膜内的渗透和富集能力。同时,为了进一步增强PDA纳米粒子的抗生物被膜能力,我们通过π-π堆积和疏水作用在PDA表面负载了具有光热响应性能的一氧化氮(NO)供体分子BNN6。在激光照射和磁场的双重作用下,在体内和体外实验中,Fe3O4-PDA-BNN6不仅体现了磁场增强的光热-NO联合抗生物被膜效果,并表现出促进伤口愈合的能力。
其他文献
高分子蓝光材料作为发展溶液加工型有机电致发光器件(OLED)的三基色材料之一,面临着发光效率偏低和色纯度不高等关键问题,限制了其在彩色显示和白光照明领域的实际应用。本论文围绕高分子蓝光材料为核心研究主题,采用聚降冰片烯为分子骨架实现电子给体与电子受体的空间相互作用,发展了具有空间电荷转移效应和热活化延迟荧光效应的高分子蓝光材料,实现了激子利用率和器件效率的提升;通过发展高三线态聚降冰片烯高分子主体
质子交换膜燃料电池(PEMFC)的推广和应用,将非常有利于实现碳达峰和碳中和目标。降低质子交换膜燃料电池的成本并解决相关的技术的瓶颈问题,是其大规模商业化的必经之路。电极反应界面特性对质子交换膜燃料电池的性能有着极大的影响。本论文围绕着不同尺度电极界面上的催化剂利用率、传质构效关系等问题开展研究,并取得以下进展:(1)通过在热解型过渡金属氮碳(M-N-C)催化剂表面构建亲质子环境,提升其氧还原反应
<正>2019年12月,为配合基本建设,长沙市文物考古研究所对湖南省长沙市岳麓区坪塘街道连山村建设项目所在区域进行了考古勘探,对发现的一座砖室墓(编号2019CYYM1,以下简称M1)进行了抢救性发掘(图一)。墓葬东距湘江干流约1.2公里,地形为南方地区典型的低矮丘陵,2012年以来此区域曾多次发现战国至明清时期墓葬[1]。此墓发现时虽局部被破坏,
上海浦东足球场钢结构屋盖采用了创新的中置压环轮辐式张拉结构体系。本文阐述钢结构屋盖施工技术路线、竖向控制支架设置与卸载、构件现场拼装、大跨度钢结构吊装的相关施工技术,并为类似大跨度索承网格钢结构屋盖安装的施工方案提供参考。
流场在高分子材料加工中扮演着十分重要的角色。对于半结晶聚合物,加工流场的类型、强度和分布对其结晶过程和制品的形态影响显著。阐明半结晶聚合物在流场下的链动力学和结晶行为,具有重要的基础研究价值,对生产实践也具有重要的指导意义。研究聚合物熔体流场诱导结晶(flow induced crystallization,FIC)对优化加工方法(如混炼、挤出和注塑成型),控制产品性能至关重要。在强流场下,高度取
免疫疗法在癌症治疗领域中占据着越来越重要的地位。在癌症治疗中,固有免疫的激活不仅可以直接通过调动固有免疫细胞行使免疫杀伤效应,更是起着激活获得性免疫响应的重要作用。干扰素基因刺激因子(Stimulator of interferon genes,STING)是一种位于胞质内质网(Endoplasmic reticulum,ER)上的模式识别受体(Pattern recognition recept
以宝坪高速公路青石岭隧道右洞进口高陡岩石边仰坡为研究对象,在地质调查和室内强度试验的基础上,基于Hoek-Brown经验强度准则,采用强度折减法对现状边坡的稳定性进行反演分析,以获得边坡岩体强度参数,为设计合理的边坡支护方案奠定基础。以清方后的坡型作为输入坡型,采用锚索SNS主动防护网的设计方案,最后对治理后的边坡稳定性进行了分析评价。工程应用表明,锚索SNS主动防护网具有良好的破碎岩质边坡加固效
聚合物泡沫材料是一种以聚合物基体为连续相,气体为分散相的多孔复合材料。这类材料的制备过程主要是通过将气体引入软化或熔融的聚合物中,进行发泡并固化定型以得到稳定的多孔结构。聚合物泡沫具有轻质、比强度高、隔热、隔音、绝缘、抗冲击性能好等优点,被广泛用于风电、轨道交通、航空航天、电子电器等领域。现如今,使用超临界二氧化碳(sc-CO2)发泡工艺制备聚合物泡沫材料受到广泛关注。sc-CO2作为一种理想的物
纯有机室温磷光材料因其在传感、成像、信息加密和电致发光领域的应用潜力而受到广泛的关注。但是因为纯有机室温磷光材料自旋轨道耦合效应弱带来系间窜越速率慢,三线态激子寿命长,易发生非辐射失活,所以目前多数纯有机室温磷光材料的研究都集中在能够有效抑制分子运动,隔绝环境中的水汽与氧气影响的小分子晶态材料上。然而分子晶体的可控制备困难、加工性差且磷光对分子的堆积方式与结晶程度依赖性高,当转化为更为实用的无定形
沥青混合料是一种集料颗粒占体积主导并同时表现出明显时温依赖性的颗粒路面材料,从颗粒物质角度认识和理解沥青混合料,是接近和阐释沥青混合料物质属性和行为特性的根本基础。本文旨在基于非晶态物质及其玻璃化转变、Jamming转变模型和颗粒物质理论,揭示沥青路面材料的颗粒物质属性。文章介绍了颗粒路面材料的概念和内涵,阐释了沥青混合料的颗粒物质属性,综述了颗粒路面材料的研究进展,凝练了颗粒路面材料的四大基本特