摘要: 抗生素治疗是常用于对抗细菌感染的手段，但是抗生素的滥用广泛催生了耐药菌，造成了全球性的重大公共健康问题，因此有待开发绿色高效的抗菌材料。光动力杀菌具有杀菌效率高、副作用小且不易产生耐药菌的优点，是抗菌材料开发的热点。姜黄素(CCM)是一... 展开 抗生素治疗是常用于对抗细菌感染的手段，但是抗生素的滥用广泛催生了耐药菌，造成了全球性的重大公共健康问题，因此有待开发绿色高效的抗菌材料。光动力杀菌具有杀菌效率高、副作用小且不易产生耐药菌的优点，是抗菌材料开发的热点。姜黄素(CCM)是一种广泛应用于食品领域的天然活性产物，也可以作为光敏剂应用于光动力治疗中。具有低毒、体内清除速率快等优点，是理想的抗菌光敏剂。但姜黄素水溶性差、化学性质不稳定等缺点限制了它的使用。为了解决这些问题，选取适宜的包载材料包载姜黄素是一种理想的方法。ZIF-8是一种金属有机骨架材料，广泛应用于生物学研究和药物传送方面。作为药物输送系统，ZIF-8具酸响应性，即在细菌生长的微酸环境中释放包载的药物与Zn2+，从而发挥抗菌作用。本研究以姜黄素为研究对象，采用ZIF-8为载体系统，成功制备ZIF@CCM。通过表征与抑菌实验，研究蓝光照射下ZIF@CCM的光动力抗菌方式对细菌的抑制作用，并探讨其抑菌机理。最后为扩大材料应用范围，将ZIF@CCM纳米颗粒与聚己内酯(PCL)共混成膜，对复合膜的形貌进行表征并对复合膜的抗菌性能进行测试评价，为姜黄素的抗菌应用提供新的思路。 1.采用一步法合成ZIF-8并包载姜黄素形成ZIF@CCM纳米颗粒，通过反应时间与姜黄素添加量的改变优化实验方案，合成具有较高包封率(82.76±3.18%)与载药率(11.57±0.17%)的ZIF@CCM纳米颗粒。应用粉末X射线粉末衍射(PXRD)、扫描电镜(SEM)等手段对材料的物化性质进行分析。实验结果表明该材料具有良好的热稳定性，在中性与碱性条件下姜黄素稳定性提高70%~90%，对姜黄素起到良好的保护作用。在微酸性环境下可快速释放包载的姜黄素与Zn2+，具有良好的酸响应性。 2.研究并观察ZIF@CCM、ZIF-8和姜黄素分别在蓝光与暗环境下对大肠杆菌与金黄色葡萄球菌的抑制程度，发现ZIF@CCM较单纯的ZIF-8或姜黄素有更加优异的抗菌效果。在蓝光下ZIF@CCM对大肠杆菌与金黄色葡萄球菌的杀菌率可达100.00%。其次，ZIF@CCM在蓝光下对耐药菌也展现出良好的抗菌效果，可完全杀灭耐药菌。姜黄素在暗环境下并无抗菌能力，但在蓝光下抗菌能力增强，可见是一种优良光敏剂。ZIF-8则未显示出光响应性，在蓝光与暗环境下的抗菌效果相近，并且表现出与ZIF@CCM暗环境组相近的杀菌效果。通过对细菌荧光染色、胞内K+流出、形貌观察和单线态氧分析，探讨ZIF@CCM在蓝光下的抗菌机理，发现ZIF@CCM主要通过以下两方面发挥杀菌作用：一方面是是由于蓝光下姜黄素光响应产生的单线态氧对细菌细胞膜的破坏作用， 另一方面是ZIF-8结构中的Zn2+对细菌细胞壁的破坏作用。 3.将不同量的ZIF@CCM纳米颗粒与聚己内酯(PCL )进行共混铸膜，合成ZIF@CCM@PCL复合膜，对膜材料进行表征发现ZIF@CCM的结构未被破坏，在ZIF@CCM添加量不高于15%时表面平整。对膜材料的抗菌性进行测试发现在蓝光下负载ZIF@CCM的复合膜抗菌效果优异。在蓝光和暗条件下添加ZIF@CCM的膜材料的抗细菌粘附能力呈增强趋势，粘附活菌数较对照组显著降低。抗粘附测试中，添加ZIF@CCM的膜材料在蓝光下的细菌存活率基本为0，由细菌复苏实验也可以得出蓝光处理下的ZIF@CCM@PCL复合膜的抗菌效果优异，且复合膜材料也具有在蓝光照射下产生单线态氧的能力。 收起