生纳米氧化锌对大肠杆菌生物效应的研究

发布时间：2017-07-18 22:09

  本文关键词：生纳米氧化锌对大肠杆菌生物效应的研究

  更多相关文章： 纳米氧化锌 抗菌机制 大肠杆菌 锌离子 表面电性

【摘要】：纳米氧化锌(Nano ZnO)是目前应用最广泛的纳米材料之一,具备良好的光电性能和独特的抗菌性能。其抗菌活性和抗菌机制的研究,正成为目前纳米生物效应研究的一个热点。本文探究了室内环境下Nano ZnO对大肠杆菌(E.coli)的主要抗菌机制,并对Nano ZnO进行表面改性,制备出三种表面连接不同电性长链有机分子的Nano ZnO,并探究了表面电荷对其抗菌性能的影响。具体工作如下:(1)首先测定Nano ZnO在LB培养液中溶出的锌离子(Zn~(2+))含量,发现在LB培养液中,Zn~(2+)的饱和溶出量约为55 mg/L,通过对比实验及避光实验证明,室内环境下Nano ZnO的主要抑菌机制是Zn~(2+)的溶出;分别测定125 mg/L的Nano ZnO和与其溶出量相等的Zn~(2+)(50 mg/L)作用下E.coli内源荧光、细胞膜电位以及核酸蛋白总量的变化,结果进一步证明Zn~(2+)溶出在Nano ZnO抗菌机制中处于主导地位,两者对E.coli的具体作用有粘附细胞壁、改变膜电位、损伤DNA和结合蛋白质使其失活等。(2)利用羧基与Nano ZnO表面羟基的酯化反应,将十六烷基二甲基羧乙基季铵盐(QAC)、油酸(OA)和十八烷二酸(ODA)这三种长链分子修饰到Nano ZnO表面,发现QAC、OA、ODA与Nano ZnO的质量比分别为1%,32%和16%时,达到最大修饰量。表征结果证明了QAC、OA、ODA成功修饰到Nano ZnO表面,并使Nano ZnO表面分别带正电荷、非电性和负电荷。抗菌实验表明Nano ZnO的表面电中性时,对E.coli的抗菌活性最强,而表面电荷的存在则会减弱Nano ZnO的抗菌性。上述研究为进一步理解Nano ZnO的抗菌机制奠定了基础,对其开发应用具有重要的指导价值。
【关键词】：纳米氧化锌 抗菌机制 大肠杆菌 锌离子 表面电性
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ132.41;R378.21
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-8
• 缩略语表8-9
• 第一章 绪论9-23
• 1.1 引言9-10
• 1.2 Nano ZnO材料10-14
• 1.2.1 Nano ZnO的基本性质10
• 1.2.2 Nano ZnO的制备方法10-12
• 1.2.3 Nano ZnO的表面改性12-14
• 1.3 Nano ZnO的生物毒性研究进展14-16
• 1.3.1 微生物15
• 1.3.2 植物15
• 1.3.3 动物15-16
• 1.4 Nano ZnO的抗菌活性及机理研究16-22
• 1.4.1 Nano ZnO抗菌活性的影响因素18-20
• 1.4.2 Nano ZnO的抗菌机理20-22
• 1.5 本文研究思路及意义22-23
• 第二章 Nano ZnO对E.coli的抗菌机理的研究23-36
• 2.1 引言23-24
• 2.2 试剂与仪器24-25
• 2.2.1 试剂24-25
• 2.2.2 主要仪器25
• 2.3 实验方法25-28
• 2.3.1 Nano ZnO及Zn~(2+)的抗菌实验25-27
• 2.3.2 Nano ZnO溶出Zn~(2+)的含量测定27
• 2.3.3 Nano ZnO对E.coli的抗菌机理27-28
• 2.4 结果与讨论28-35
• 2.4.1 Nano ZnO及Zn~(2+)的抗菌性28-30
• 2.4.2 Nano ZnO抗菌机理30-32
• 2.4.3 Nano ZnO和Zn~(2+)对E.coli的作用机制32-35
• 2.5 本章小结35-36
• 第三章 不同电性长链有机物修饰的Nano ZnO的抗菌性研究36-49
• 3.1 引言36-37
• 3.2 试剂与仪器37-38
• 3.2.1 试剂37
• 3.2.2 主要仪器37-38
• 3.3 实验方法38-40
• 3.3.1 十六烷基二甲基羧乙基季铵盐修饰Nano ZnO38-39
• 3.3.2 油酸修饰Nano ZnO39
• 3.3.3 十八烷基二酸修饰Nano ZnO39
• 3.3.4 修饰后的Nano ZnO的表征方法39-40
• 3.3.5 不同电性长链有机物修饰的Nano ZnO的抗菌实验40
• 3.3.6 不同电性长链有机物修饰的Nano ZnO溶出Zn~(2+)的含量测定40
• 3.4 结果与讨论40-48
• 3.4.1 反应条件优化40-44
• 3.4.2 Nano ZnO修饰后产物的表征44-46
• 3.4.3 不同电性长链有机物修饰Nano ZnO对大肠杆菌的抗菌活性46-48
• 3.5 本章小结48-49
• 第四章 总结及展望49-51
• 4.1 全文总结49-50
• 4.2 Nano ZnO的生物毒性机理及应用研究展望50-51
• 参考文献51-59
• 致谢59-60
• 附录60-61
• 硕士期间已发表论文61
• 硕士期间参加科研项目61

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