Cu-MOF-74@GO光催化抗菌性能研究及脓肿分枝杆菌敲除株构建

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随着社会医药和畜牧等领域对抗生素的需求增加,越来越多的抗生素出现在人类日常生活中,威胁到了人类的健康,并且在临床上多重耐药性细菌广泛出现并引起严重的感染,其中包括脓肿分枝杆菌。由于传统抗菌方法如湿热灭菌法、紫外线灭菌法、光热灭菌法等,应用范围受限制,很难实现绿色有效的杀菌,所以亟需一种更为高效环保的抗菌方法。光催化剂以太阳光为驱动力,是一种环境友好、活性高的抗菌系统,最近,一些MOFs材料作为光催化剂逐渐在医药抗菌领域发挥作用,成为除天然、有机、无机抗菌剂以外的新一代抗菌材料。这类材料不仅具有大比表面积、高孔隙率和丰富的多级孔结构,同时具有种类繁多的无机金属中心和有机配体以及有机配体中丰富的官能团类别,部分MOFs材料(如ZIF-8、PCN-224等)已被证实具有类半导体光催化性能。但绝大多数光催化剂受到光吸收范围或光生载流子复合速率等因素的限制,所以通过引入氧化石墨烯对材料进行优化。氧化石墨烯是一种性能优异的新型碳材料,具有化学稳定性,较高的比表面积和表面丰富的官能团,将其与半导体光催化剂复合,不仅可以作为良好的吸附剂,对有机污染物起到吸附作用,还可以提高光催化剂中光生载流子的分离效率,从而使得整体的光催化效率得到提升。因此,我们通过水热法制备了Cu-MOF-74@氧化石墨烯可见光催化剂,在复合GO后有效地提高了材料的光催化抗菌性能。具体表现在材料的形貌和亲水性的改变都使其易与细菌接触,提高了其对光的吸收和利用,以及材料对电子的传输能力,有效地提升了光催化过程中的量子利用效率,从而实现了对细菌的灭活。经过系统的研究分析,在GO含量为1%时,样品的光催化抗菌性能最佳,过量的GO会影响Cu-MOF-74@GO发挥抗菌性能。本文对深入研究光催化高效抗菌及机制拓宽了思路。另一方面,对于多重耐药菌-脓肿分枝杆菌来说,其细胞膜上具有一种特殊分泌系统T7SS,具有介导病原微生物毒力蛋白及DNA分泌等功能,在其生长代谢及致病过程中发挥重要作用。目前已有研究通过pJV53重组酶介导的同源重组进行脓肿分枝杆菌的基因敲除,如水解酶ΔMAB_4780。本文构建了与脓肿分枝杆菌MAB_2233c上下游同源臂及抗性基因的片段,在重组酶gp60和gp61的作用下发生双交叉同源重组,但乙酰胺诱导表达的重组酶表达不稳定。将线性底物与自杀质粒pGEM-T连接,使同源片段在菌内更加稳定。然而在实验过程中,并没有得到最后的敲除株,猜测是由于重组酶表达不稳定导致细菌内没有发生同源重组,或者是发生了非特异性同源重组。该研究建立的脓肿分枝杆菌基因敲除的方法为脓肿分枝杆菌基因功能的研究提供方法学基础,并为治疗脓肿分枝杆菌提供新的靶点与思路。
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