負載四環(huán)素的新型納米抗菌劑的合成及其抗食源性致病菌生物膜的研究

負載四環(huán)素的新型納米抗菌劑的合成及其抗食源性致病菌生物膜的研究食源性致病菌是導(dǎo)致食品安全問題的重要源頭之一。在食品加工過程中,部分殘留在食品或是工廠機械設(shè)備接觸表面的食源性致病菌會形成生物膜,導(dǎo)致嚴(yán)重的生物污染和設(shè)備腐蝕,存在極大的食品安全隱患。此外,致病菌一旦形成生物膜,耐藥性就會隨之增強,相關(guān)疾病的治愈需要更高劑量的傳統(tǒng)抗菌劑且極易復(fù)發(fā),抗生素等傳統(tǒng)抗菌劑失效的趨勢愈加明顯。本論文針對生物膜的抑制和消除,結(jié)合四環(huán)素（Tet）這種廣譜性抗生素和二維/三維納米材料,設(shè)計了新型納米抗菌劑,恢復(fù)低劑量抗生素的藥物效力以克服生物膜相關(guān)的細菌耐藥性,并通過特異性修飾擴展其應(yīng)用。研究內(nèi)容和結(jié)果具體如下:1.負載四環(huán)素的殼聚糖功能化二硫化鉬納米抗菌劑的合成及抗生物膜活性研究采用離子液體輔助剝離法制備MoS₂納米片并進行四環(huán)素的負載,設(shè)計了一種二維新型納米復(fù)合抗菌材料,即負載四環(huán)素的殼聚糖功能化MoS₂納米片（CM-Tet）。掃描電子顯微鏡（SEM）、紫外-可見吸收光譜（UV-vis）以及傅里葉變換中紅外光譜（FTIR）證明了CM-Tet的成功合成,牛津杯法和生長曲線證實CM-Tet具備比納米片和抗生素更優(yōu)異的抗菌性能,常規(guī)結(jié)晶紫染色法和MTT法證實CM-Tet可以有效抑制金黃色葡萄球菌（陽性）和沙門氏菌（陰性）生物膜的形成并破壞已建立的生物膜。此外,CM-Tet的最低抑菌濃度（MIC）比單獨使用Tet抗生素下降數(shù)十倍,表明CM-Tet可以通過恢復(fù)傳統(tǒng)低效抗生素的藥效以克服生物膜相關(guān)的細菌耐藥性,具有成為傳統(tǒng)抗生素替代品,破壞細菌生物膜并克服耐藥性治療相關(guān)醫(yī)學(xué)疾病的潛力。2.Tet@ZIF-8納米抗菌劑的合成及抗生物膜活性的研究采用“一鍋法”水相自組裝合成了一種基于金屬有機框架（MOFs）和抗生素結(jié)合的三維新型納米抗菌劑,即負載Tet的沸石咪唑酯骨架（ZIF-8）納米抗菌劑（Tet@ZIF-8）。根據(jù)表征結(jié)果和PVP試驗可以證實,Tet@ZIF-8成功制備且Tet原位封裝于ZIF-8結(jié)構(gòu)內(nèi)部。根據(jù)棋盤法計算的分級抑菌濃度（FIC）表明,Tet@ZIF-8中ZIF-8和Tet兩種組分在抗菌行為中起到協(xié)同作用,抗菌效應(yīng)相比于單純Tet和ZIF-8都得到了一定的提升,能夠顯著降低抗生素的使用劑量。結(jié)晶紫染色法、MTT法和SEM觀察表明,Tet@ZIF-8能有效抑制革蘭氏陽性菌/陰性菌生物膜的形成并破壞已建立的生物膜。因此,Tet@ZIF-8提供了一種恢復(fù)傳統(tǒng)抗生素藥物效力的新思路,即通過類似的載藥系統(tǒng)完成抗生素在特定細菌感染區(qū)域的釋放,并利用其金屬離子對生物膜結(jié)構(gòu)的破壞作用對抗生物膜相關(guān)的細菌耐藥性。3.Tet@ZIF-8@HA納米抗菌劑的合成及消除胞內(nèi)寄生菌效應(yīng)的探究在Tet@ZIF-8的基礎(chǔ)上,采用透明質(zhì)酸（HA）進行特異性修飾以拓展該抗菌劑的應(yīng)用,針對頑固的胞內(nèi)菌設(shè)計了一種新型的三維納米抗菌劑,即HA修飾的封裝Tet的ZIF-8納米粒子（TZH）。表征結(jié)果證明了TZH的成功制備及其室溫下的穩(wěn)定性,釋放曲線證實,ZIF-8作為該體系的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),具有pH響應(yīng)性釋放的特點,抗生素可通過靶向給藥和可控釋放系統(tǒng),在胞內(nèi)菌感染的特殊部位充分發(fā)揮治療作用。體外和體內(nèi)抗菌結(jié)果均顯示,在TZH中ZIF-8和Tet具有協(xié)同高效抗菌作用。熒光定位圖像證實,TZH可通過HA介導(dǎo)的途徑通過生物細胞膜“屏障”,靶向清除胞內(nèi)菌。因此,TZH顯著降低