抗生素的广泛使用导致耐药性细菌的扩散,新型抗菌材料的研发成为当前最为紧迫的研究课题之一。无机抗菌剂的安全性高,效力持久,并且能抑制耐受抗生素的细菌,已经陆续得到开发与应用。随着纳米科技的发展,载银纳米复合物被用于抗菌研究,纳米银复合物的抗菌性能与其物理化学特性密切相关,然而其抗菌的分子机制尚不明晰。本研究通过合成一系列不同理化性质的纳米银复合物,研究纳米颗粒的表面电位及其催化自由基的能力等特征对其抗菌能力的影响。以聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)为表面活性剂,采用化学还原法制得具有表面电位依次增加的纳米银颗粒Ag NPs-P1、Ag NPs-P2和Ag NPs-P3,通过抑菌环实验、比浊法和测定最小抑菌浓度的方法检测其抗菌性能。结果显示,三种纳米银的抗菌能力依次为Ag NPs-P3>Ag NPs-P2>Ag NPs-P1。以石墨烯为载体,PDDA为修饰剂制备得到催化性能依次增加的纳米复合物Ag NPs-P3、Ag NPs-GE和Ag/AgCl/rGO,但其抗菌能力则为Ag NPs-P3>Ag/AgCl/rGO>Ag NPs-GE。以上结果表明,纳米银表面正电位的增加能够增强其抗菌作用,但与其体外自由基催化能力不相关。肾脏是维持机体内环境稳定的重要器官,因此我们研究了纳米银对人和小鼠肾小管上皮细胞系(HK2和MRTEC)的毒性。结果显示,HK2和MRTEC细胞经10 ppm的纳米银处理24小时后,均有86%以上的细胞存活率。而在该剂量下,纳米银能够完全抑制并杀死金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌。以封闭群ICR小鼠建立皮肤烫伤模型,研究Ag NPs-P3对小鼠皮肤烫伤的治疗效果,发现纳米银能够明显促进小鼠皮肤烫伤的愈合及其胶原蛋白的特征性成分羟辅氨酸的增加。因此,我们认为该纳米银具有较高的生物安全性且能应用于烫伤治疗。进一步研究自由基在纳米银抗菌过程中的作用,我们发现自由基清除剂N-乙酰半胱氨酸(NAC)能够完全消除纳米银的抗菌性能,但纳米银抗菌性能与其体外催化自由基能力无线性关系。假设纳米银是通过特定生物途径在细菌体内产生自由基而损伤细菌,为揭示纳米银抗菌的具体分子机制,借助致变剂EMS筛选到11株具有不同银耐受能力的菌株,且经不同形式的银处理后其体内自由基的变化与其银耐受能力不完全一致。以上结果表明,纳米银抗菌是通过特定生物途径在细菌体内产生自由基及其自由基之外的通路一起作用。我们正在对银耐受菌株和银敏感菌株进行全基因组测序,以期找到与银耐受的相关基因,这些基因在纳米银抗菌中的作用还有待进一步研究。