细菌感染一直以来都是全球性的公共卫生问题。近年来,随着传统抗生素的大量使用,细菌的耐药问题日益突出。然而,新型抗生素的研发进展缓慢,迫使学者们的研究重点向开发新的抗菌策略转变。纳米材料被证明在抗菌方面具有巨大的潜力。在抗菌纳米材料中,碳基纳米材料因其独特的物理化学性质、良好的生物相容性而备受关注。然而纯碳基纳米材料抗菌能力有限,因此需要联合其他材料共同发挥抗菌作用。由于碳材料可以对细菌细胞膜造成扰动,这与某些天然两亲性抗菌肽在发挥抗菌功能时的作用机制类似,我们推测将碳材料与抗菌肽有效结合能够获得增强的抗菌效果。本工作分别使用了两种典型的碳纳米材料——氧化石墨烯纳米片（GO）和富勒烯（C60）,以及两种典型的多肽——天然抗菌肽蜂毒肽（Mel）和临床使用的多肽类抗生素多粘菌素B（PMB）,通过预处理或化学键合的方式,发展了一类结合碳材料和多肽、基于“物理攻击模式”的协同抗菌策略;并利用多种活细菌实验和模型膜实验,揭示了碳材料和多肽协同扰动细菌细胞膜的抗菌机制。本论文各部分的主要内容如下:第一章中我们综述了抗菌纳米抗菌材料和抗菌多肽的背景、研究进展,讨论了碳纳米材料与抗菌肽的膜扰动机制相似性,并简单介绍了本论文的研究内容。第二章介绍了本论文主要使用的实验仪器及实验方法。第三章中我们介绍了碳材料（GO或C60）与蜂毒肽协同抗菌的部分工作。在本章中,我们以低浓度的碳材料预处理活细菌及模型细菌细胞膜,之后加入Mel并判断其导致细菌死亡或膜透化的浓度阈值。研究发现,不论对于活细菌或模型细菌细胞膜,GO预处理皆提高了 Mel的膜活性;而C60则带来了复杂的影响,它增强了Mel对模型膜的透化效率,却降低了 Mel的杀菌活性。并且,碳材料的浓度提高反而的碳材料浓度会降低其脂膜敏化效果。结合活细菌及模型膜的结果显示,碳材料对Mel抗菌活性的影响是由于碳材料对脂膜结构的物理扰动机制造成的。第四章中我们介绍了 GO与PMB协同抗菌的部分工作。通过将GO与PMB化学连接,我们得到了 GO-PMB复合物,该复合物体现出比原始PMB高一倍的杀菌效果。同时,GO-PMB复合物（在MIC浓度范围附近）体现出较低的哺乳动物细胞毒性和溶血毒性。仿生细菌细胞膜和哺乳动物细胞膜的巨囊泡泄露实验验证了 GO-PMB复合物良好的生物相容性。本章表明了 GO可以协同PMB实现高效的脂膜扰动和抗菌的协同作用机制。第五章我们对整个论文工作进行了总结和展望。总之,本论文工作发展了一类基于物理攻击模式的、碳纳米材料与多肽协同抗菌的策略,并解释了其协同扰动细胞膜结构的作用机制。由于膜的扰动表现的非常微观,我们首次利用Mel对膜的敏感性来作为量化膜的扰动程度。Mel是一类膜成孔多肽,它通过在细菌的细胞膜上形成跨膜孔洞、导致内容物泄露从而杀灭细菌,并且它的杀菌效果具有显著的浓度依赖性,因此可以通过定量化判定Mel针对活细菌的最低抑菌浓度值（MIC）、或Mel导致模型膜透化的最低浓度值,来判断膜的微观状态。此外,通过对比相同质量浓度下、GO和C60对Mel膜活性的不同影响,本工作显示了碳基纳米材料协同膜活性分子破坏细菌膜的效果取决于碳材料自身的物理化学性质。同时,利用膜活性多肽Mel对脂膜结构缺陷的放大作用,本工作有效证明了低浓度（一般认为无生物毒性）碳纳米材料对细胞膜的结构扰动影响,强调了认真审视纳米材料的生物毒性的重要性,对了解抗菌纳米材料与细胞膜之间的相互作用机制具有重要意义。