基于金纳米结构材料的光热剂制备及其近红外光热抗菌应用研究

发布时间：2020-10-13 06:38

　　 抗生素滥用导致了耐药菌出现,正严重威胁人类健康安全,传统抗生素抗菌法对耐药菌感染基本失效。研究开发可替代、安全、高效且不易产生新对抗性的抗菌方法是目前热点研究课题。光热抗菌法是一种利用近红外光照射光热剂材料产生过高热,通过热消融方式杀死细菌的方法。由于光热抗菌法不易引起细菌产生耐药性,因此是一种具有良好应用前景的新型抗菌技术。光热抗菌法的核心是光热剂,设计制备具有良好光热转换性能的光热剂材料已经成为光热抗菌领域研究重点之一。金纳米结构材料由于具有高的光稳定性,易修饰以及高的光热转换效率等优点,其在光热剂研究中备受青睐。基于金纳米结构的光热剂的设计和制备为生物抗菌领域提供了新机遇。本论文基于金纳米结构材料为主体,设计制备了三种金基纳米光热剂,并应用于近红外光热抗菌。主要研究结果如下:1.铂纳米点修饰的金纳米棒在近红外光照下对致病菌的光热裂解首先采用金种生长法制备形貌均匀的金纳米棒(Au NRs),然后以Au NRs为核心,采用化学还原法在其表面修饰Pt纳米点,制备双金属纳米结构的Au@Pt NRs光热剂。实验结果发现,单晶金属Pt纳米点修饰Au NRs制备的Au@Pt NRs不仅提高了光热转换效率,而且明显增强了与细菌的相互作用。Au@Pt NRs对革兰氏阳性菌和阴性菌都表现出良好的光热杀菌效率。其中,Au@Pt NRs的Pt负载量、浓度、激光能力密度、光照时间显著影响其光热效率。Au@Pt NRs的细胞毒性低于Au NRs。Au@Pt NRs是一种生物相容性好、高效的光热材料,可用于光热杀死多种致病菌。2.多肽Aβ_(25-35)修饰的金纳米棒的近红外光热抗菌性能首先采用金种生长法制备形貌均匀的Au NRs,再通过Au-S键结合,在其表面修饰巯基十一烷酸。然后采用EDC/NHS活化巯基十一烷酸,使之与多肽的Aβ_(25-35)羟基结合,制备无机生物复合纳米结构的Au@Aβ_(25-35)5-35 NRs。实验结果发现,Au@Aβ_(25-35)5-35 NRs相比于原始Au NRs拥有更高的光热转换效率,更好的光热抗菌效果以及更强的与细菌进行相互作用能力。Au@Aβ_(25-35)5-35 NRs对金黄色葡萄球菌表现出良好的光热杀菌效率。3.多肽Aβ_(25-35)模板化制备金纳米结构材料及其光热抗菌性能首先,通过控制孵育时间为0 h和12 h,制备多肽Aβ_(25-35)单体和纤维,随后以它们为模板,分别通过化学还原法一步制备纳米结构的Au_(P0)和Au_(P12)。实验结果发现,无模板制备的金纳米结构材料Au_0具有不规则的颗粒形貌;模板法制备的金纳米结构材料Au_(P0)具有均匀的、规则的球形颗粒;Au _(P12)拥有纤维状的形貌。此外,实验结果发现,与Au_0和Au_(P0)相比,Au_(P12)具有良好的光热转换效率,可以有效的光热杀死MRSA,因此Au_(P12)可以作为一种理想的纳米光热剂。
【学位单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TB383.1;O614.123
【部分图文】：

江 苏 大 学 硕 士 学 位 论 文热治疗方法工作原理是：将具有较高光热转换效率的纳米结构材料，即光热Photothermal agent）注射到病变部位，随后用近红外光（Near-infrared, NI射，光热剂能够将光能转化为热能产生过高热，从而通过细胞热消融（Thelation）途径来实现特异性的治疗效果[30]。其中，近红外光是一种波长处于外区域（650-950 nm）的激光，因为此区域属于生物透明窗口，在此区域红蛋白和水对可见光和近红外光具有最差的吸收能力[31]，因此，近红外激光更容易的穿透组织到达光热剂所在位置，从而产生更好的光热转换，提高最热治疗效果。

图 1.3Au 纳米球中自由电子集体振荡的示意图[38]matic illustration of the collective oscillation of free electrons in a A结构的 LSPR 性质由许多参数确定[39]，包括尺寸，形状围的环境纳米结构。因此，我们可以通过调节不同的参 LSPR，从而达到不同的光学效应。结构材料形貌及其可控制备规的金纳米颗粒金纳米颗粒是指具有定义不明确的准球形形状的多晶纳常是通过还原溶液相中的 HAuCl4而制备成胶体样品[43]纳米颗粒的合成方法，然而它们中的大多数都是源于由发的两种方法。ch 法是由 Turkevich 及其同事在 1951 年率先开创[44]，

如图 1.4 所示，金纳米结构材料主要的，光学成像[74,75]，药物传递[76,77]，癌症治疗[78,79]等菌应用在近些年来备受关注，吸引了大量的研究人
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本文编号：2838864