【摘 要】
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第一章载铜聚多巴胺纳米颗粒制备及其性能评价目的:制备具有近红外响应的载铜聚多巴胺(Cu2+loaded polydopamine,CuPDA)纳米颗粒,并评价其在近红外光照射下的光热转换性能。方法:通过Cu2+与H2O2在Tris-乙醇混合溶液中共同催化多巴胺（dopamine,DA）快速氧化聚合,制备载铜聚多巴胺（CuPDA）纳米颗粒。通过分析投料比例、溶剂比例及H2O2使用等因素,对CuPDA
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第一章载铜聚多巴胺纳米颗粒制备及其性能评价目的:制备具有近红外响应的载铜聚多巴胺(Cu2+loaded polydopamine,CuPDA)纳米颗粒,并评价其在近红外光照射下的光热转换性能。方法:通过Cu2+与H2O2在Tris-乙醇混合溶液中共同催化多巴胺（dopamine,DA）快速氧化聚合,制备载铜聚多巴胺（CuPDA）纳米颗粒。通过分析投料比例、溶剂比例及H2O2使用等因素,对CuPDA纳米颗粒在近红外（808 nm）的吸光度、载Cu2+性能和反应速度的影响,优化反应条件;利用扫描电镜、红外光谱、能量色散X射线谱、评价CuPDA纳米颗粒的形态及结构特征;原子吸收光谱法测定载Cu2+含量和Cu2+释放率;通过光热性能实验计算CuPDA的光热转换效率η,评价其光热转换性能。结果:当DA:Cu2+投料摩尔比为1:1.0,溶剂Tris:乙醇体积比为3:2,且在反应中加入0.9 mmol H2O2时,可快速制备CuPDA纳米颗粒,该颗粒在近红外808 nm处有最大吸收量,且载Cu2+量在较高水平。扫描电镜结果显示:CuPDA纳米颗粒呈较为均一的球形颗粒,粒径200 nm左右;红外光谱证实颗粒物上存在PDA;能量色散X射线谱证明了CuPDA纳米颗粒中铜元素的存在,表明Cu2+已载负到PDA上。最终制备所得CuPDA纳米颗粒中Cu2+含量为205.3μg/mg。Cu2+24 h释放率达18.74%,光热转换效率η为25.6%。结论:通过Cu2+与H2O2共同催化DA氧化自聚,快速制备的CuPDA纳米颗粒可负载铜,Cu2+可持续释放,且具有良好的光热转换性能。第二章载铜聚多巴胺纳米颗粒光热抗菌及抗生物膜效应目的:分析CuPDA纳米颗粒对悬浮状大肠杆菌（E.coli）、金黄色葡萄球菌（S.aureus）及铜绿假单胞菌（P.aeruginosa）的光热抗菌效果,及光照条件下对P.aeruginosa所形成的成熟生物膜的破坏作用。方法:将菌液分别与不同浓度的CuPDA或PDA混合,施加/不施加光照条件,采用平板菌落计数法,确定不同孵育时间下的细菌的存活率,分析CuPDA对悬浮细菌的杀灭效应。然后分别将CuPDA和PDA加入培育成熟的P.aeruginosa菌生物膜上,在不同条件下孵育后,通过结晶紫染色法,确定其对生物膜上细菌的杀灭效应。结果:平板计数法显示,在无光照条件下,纳米颗粒与悬浮细菌孵育1 h后,PDA浓度从50μg/m L增加至400μg/m L时,三种菌的存活率均为100%;CuPDA浓度为50μg/m L时,E.coli及S.aureus存活率均小于1%,P.aeruginosa存活率为93.5%,当CuPDA浓度升至400μg/m L时,P.aeruginosa存活率为85.6%。延长孵育时间至6h,各浓度PDA作用的P.aeruginosa在6 h时存活率仍为100%;CuPDA浓度为50μg/m L浓度时,P.aeruginosa存活率在4 h时即可降至0.2%,6h时存活率降为0。Cu2+释放率与细菌存活率相关分析显示,随着Cu2+释放量的增加,CuPDA对P.aeruginosa的杀菌率也在增加,表明Cu2+的释放是无光照条件下杀菌的主要因素。各组施加近红外光照5 min后再孵育1 h,PDA浓度为400μg/mL时,E.coli,S.aureus及P.aeruginosa的存活率分别为3.3%,20.6%和11.5%;CuPDA浓度为100μg/m L时,E.coli、S.aureus与P.aeruginosa的存活率均小于1%;孵育时间延长至6 h,PDA浓度为50μg/m L时,P.aeruginosa菌的生存率在1 h时降至70%,至2h,6 h时生存率仍为70%;CuPDA浓度为50μg/m L时,P.aeruginosa的生存率在1 h后降至67.4%,2 h后降至几乎为0,6h后仍为0,表明CuPDA具有持续抗菌的效果。结晶紫实验表明,无光照条件下,在PDA和CuPDA浓度均为800ug/m L,孵育时间为12 h时,PDA和CuPDA组生物膜的残留率分别为100%和61.4%;施加光照后10min后,孵育12h,PDA组的生物膜残留率为62.5%,CuPDA组生物膜的残留率降至33.9%。表明CuPDA比PDA有更优异的抗生物膜作用。结论:在无光照时,CuPDA纳米颗粒所释放的Cu2+,对悬浮状的E.coli、S.aureus和P.aeruginosa均有良好的抗菌性能,对成熟的P.aeruginosa生物膜也有较强的破坏作用;在光照条件下,抗菌和抗生物膜性能进一步增强。无论在有光照或无光照条件下,CuPDA抗菌和抗生物膜性能均优于PDA。
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