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细菌感染是挑战全球卫生的最大问题之一。从20世纪40年代末开始,随着青霉素的商业化,细菌感染的发病率和死亡率逐渐降低。目前,在临床上针对细菌感染的主要治疗手段还是抗生素治疗法。抗生素治疗法具有广谱、高效和廉价等优异的特点。但抗生素药物大多不溶于水,在水中颗粒较大,影响其广泛应用。同时,开发新抗生素的费用较高,周期较长,因此对于现有药物的新剂型的研究以及新剂型新用途的探索是十分重要。另一方面,各种新型的非传统类抗菌药物,如抗菌肽,金属/金属化合物,碳材料和离子液体类阳离子化合物由于优异的抗菌效果引起了极大的关注。为了更加有效地设计和利用这些抗菌药物,它们的抗菌机制也有所研究报道。许多研究表明离子液体类阳离子化合物的抗菌机制是通过静电和亲疏水相互作用干扰磷脂膜,且其抗菌特性与离子液体的分子结构密切相关。然而,离子液体结构与抗菌活性的具体关系尚不清楚。对离子液体抗菌机制的探索,将为合理高效地设计新一代的抗菌药物提供有力的理论支持。本论文的第一部分,基于磺胺甲恶唑(sulfamethoxazole,SMZ)与甲氧苄辛啶(trimethoprim,TMP)这两种临床常见的抗生素制备微米药物,并针对导管相关性感染(catheter-related infections,CRIs),将微米药物与抗污药物聚乙二醇(polyethylene glycol,PEG)涂敷于医用导管(Biomedical catheters,BCs)表面,形成抗菌抗污药物涂层。此涂层在体外体内实验中都显示了优异的抗菌抗污性能。本论文的第二部分,我们设计了一系列含有不同长度烷基链取代基的荧光离子液体衍生物(ionic liquids derivatives,ILDs),并研究了其抗菌性能和具体作用机理。结果表明,ILDs可插入磷脂双分子层,且由于链长不同,抗菌能力也不同。烷基链长度较短的分子带正电荷的头部会牵引着带负电荷的磷脂头部向中间靠拢,导致膜变薄,破坏细菌活性。烷基链较长的分子通过扰乱膜有序度,有效地破坏了磷脂双分子层,导致细菌死亡。当ILDs与磷脂相匹配时,对磷脂的破坏最小,导致其抗菌效率较低。本研究为高效抗菌药物的分子设计提供了新的思路。