纳米银抗菌剂及新型纳米酶的制备及性能研究

发布时间：2017-12-06 00:25

本文关键词：纳米银抗菌剂及新型纳米酶的制备及性能研究

【摘要】：本论文主要分成两个部分:第一部分:纳米银/壳聚糖复合物溶液及薄膜的制备和抗菌性能研究。滥用抗生素导致耐药细菌或超级细菌快速增加,故开发低耐药性的新型高效抗菌剂是研究者们一直努力的方向。纳米银在抗菌方面具有高效性、持久性及广谱性,因而备受国内外抗菌药物研究领域的科学家们关注。通常情况下,都是用硼氢化钠类小分子还原剂制备纳米银,然后用高分子化合物来提高其稳定性。壳聚糖是一种含大量氨基的天然高分子还原糖,且可以和银形成配位键,提高纳米银的稳定性。此外,壳聚糖还是一种抗菌剂,与纳米银形成复合物以后,将具有更强的抗菌性能。本文用不同分子量的壳聚糖(分子量104称为壳聚糖(CS),分子量104称为壳寡糖(OCS))混合物来还原稳定纳米银,制备纳米银/壳聚糖复合物,避免使用毒性大的小分子还原剂,避免了分离操作,精简了制备过程。实验初步结果表明,OCS的还原性较CS好,CS的稳定性较OCS强。为研究CS与OCS对纳米银浓度和稳定性的影响,制备了一系列(占比分别为1:0、0.75:0.25、0.5:0.5、0.25:0.75、0:1)二者混合物制备的纳米银/壳聚糖复合溶液,并研究了复合物的抗菌性能。最后又将复合溶液制成薄膜,研究讨论了纳米银与银离子的抗菌持久性。虽然CS与OCS的化学成分一致,但分子量大小对其还原能力、稳定能力有很大影响。对一系列不同占比的纳米银/壳聚糖复合溶液的研究结果证实短链的壳寡糖的还原能力要强于大分子壳聚糖,长链的壳聚糖的稳定能力要大于小分子壳寡糖。在比例为0.5:0.5时,得到浓度高且稳定性俱佳的纳米银/壳聚糖复合溶液。壳聚糖、壳寡糖的混合溶液中壳聚糖与壳寡糖的占比分别为1:0、0.75:0.25、0.5:0.5、0.25:0.75、0:1的纳米银/壳聚糖复合溶液对大肠杆菌的MIC分别是16μg/mL、8μg/m L、4μg/m L、8μg/m L、8μg/m L;对金黄色葡萄球菌的MIC分别是8μg/m L、8μg/mL、8μg/mL、16μg/m L、8μg/mL。研究表明其MIC与银离子的MIC相当,证实当溶液中银元素质量相同时,溶液的抗菌性能相当。薄膜抗菌实验证实,纳米银在溶液状态下缓慢释放出银离子用于有效抗菌。相较于银离子薄膜,纳米银/壳聚糖薄膜抗菌持久性要优于银离子/壳聚糖复合薄膜。第二部分:新型纳米酶的制备及其催化氧化性能研究金属卟啉被广泛应用于仿生催化氧化研究。辣根过氧化物酶具有良好的催化性能,其结构为小分子铁卟啉被包裹在蛋白中。故本文以此为设计蓝本,将工业化、廉价的牛血清蛋白(BSA)作为载体与铁卟啉(Hemin)结合,制备了以化学键结合的Hemin-BSA(H-B),又在此基础上,采用纳米凝胶技术制备了纳米酶Hemin-BSA Nano Gel(H-B-N),最后还制备了不同接枝比例的H-B及纳米酶H-B-N,研究了它们的催化活性,并以染料盐酸副品红(BF)、活性红195(RR195)为目标降解物,研究了它们的催化氧化降解性能。研究结果表明,与Hemin本身相比,Hemin与BSA结合后能提高Hemin稳定性和溶解性,进而增强H-B的催化活性;当把H-B制成纳米凝胶后,BSA可很好地包裹Hemin,进一步提高Hemin的稳定性及水溶性,最终增强其催化活性。当以H_2O_2为氧化剂,以BF和RR195为目标降解物时,H-B和H-B-N对BF、RR195都有良好的降解效果,且都要优于Hemin本身。其中降解RR195时,纳米酶H-B-N的降解效果较H-B效果提高19个百分点、较Hemin本身提高40个百分点。当降解BF时,纳米酶H-B-N能有效去除溶液中的染料BF,去除率高达88%,分别比H-B高出14个百分点,比Hemin本身高出46个百分点。且单个BSA上接枝多个Hemin,可增加纳米酶的催化中心及位点,能进一步提高纳米酶的催化氧化降解性能。
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TB383.1

【参考文献】

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