银纳米颗粒对益生菌和非益生菌影响的对比研究

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研究目的:近年来耐药菌株的不断出现,使具有高效、广谱抗菌性的银纳米颗粒被广泛应用,尤其是在食品行业中。然而,无论是在合成银纳米颗粒的过程中还是在使用过程中,其都有可能和人类广泛接触,进而通过皮肤,消化系统等途径进入人体。因此,研究银纳米颗粒的潜在毒性逐渐引起人们的关注。目前关于银纳米颗粒潜在毒性的研究主要集中在细胞实验和动物实验这两方面,很少有研究关注其对肠道菌群的影响,而肠道菌群是人体内十分重要的共生微生物,其平衡性与人体健康密切相关,因此研究银纳米颗粒与肠道中细菌的相互作用就显得极为重要。本文选择了肠道内几种具有代表性的细菌,并将其与银纳米颗粒相互作用,研究结果发现,银纳米颗粒对肠道中几种典型细菌的生长均具有明显的抑制作用,并且其对益生菌和非益生菌的抑制效果不同,进而本研究对其抑制效果和抑菌机制进行了对比研究。  研究内容及方法:首先,用化学还原法制备银纳米颗粒。并通过紫外-可见光谱,纳米激光粒度及Zeta电位分析仪,透射电子显微镜等分析手段表征材料。以两种肠道益生菌(干酪乳杆菌,保加利亚德式乳杆菌),两种肠道非益生菌(大肠埃希菌,金黄色葡萄球菌)作为研究对象。采用平板计数法、细菌活性双染色法、细菌生长曲线、扫描电子显微镜观测等方法研究银纳米颗粒对四种细菌的生长抑制情况。通过分析细菌培养体系pH变化、银离子释放情况、菌体活性氧产生情况和细胞膜通透性的变化等,对比分析银纳米颗粒对四种细菌的抑制作用及机理。  研究结果:  (1)表征结果显示,合成的银纳米颗粒为球形,形貌均一,分散性良好,溶胶颜色为亮黄色,UV-vis曲线显示材料在400 nm处具有银纳米颗粒的特征吸收峰,其Zeta电位为-19.23±0.68 mV,平均水合粒径为49.31 nm,且粒径分布均匀。  (2)抑菌实验得出银纳米颗粒对四种细菌抑菌率的高低顺序为:干酪乳杆菌﹥保加利亚乳杆菌﹥大肠杆菌﹥金黄色葡萄球菌。细菌细胞活性染色结果表明两种益生菌在银纳米颗粒处理后死细菌数远多于两种非益生菌的死细菌数。而细菌形态学观测发现大肠杆菌和两种益生菌损伤较为严重。且银纳米颗粒对细菌生长曲线的影响表现为延迟进入对数生长期时间,使最终到达稳定期的细菌浓度降低。  (3)益生菌在培养过程中体系的pH会降低至4.5,在此pH下银纳米颗粒会释放更多银离子,诱导益生菌产生更多活性氧,使益生菌受抑制更严重。且银纳米颗粒对两种益生菌的细胞膜造成更明显的损伤。
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