功能化金纳米材料用于细菌检测及多药耐药感染治疗

发布时间：2022-09-28 14:04

　　以ESKAPE为代表的多药耐药细菌感染已成为全球公共卫生最严重的威胁之一。当前,传统小分子抗生素的开发越发困难,已无法应对日益严峻的多药耐药感染。随着纳米医学的发展,多种基于纳米材料的抗菌药物已被广泛开发并用于多药耐药感染治疗。然而,这些抗菌材料大多具有较高的细胞毒性,对哺乳动物细胞也会造成伤害。金纳米材料因其独特的物理化学性质和卓越的生物相容性而被广泛应用于生物分析、肿瘤治疗、药物负载、疾病诊断等各个领域。最新的研究显示金纳米材料除可用于抗菌药物负载外,还可通过表面配体修饰或结构控制获得抗菌活性,进而用于细菌感染治疗。此外,由于独特的光学性质,金纳米材料（如荧光金纳米簇）还被应用于细菌的特异性检测。目前,开发基于金纳米结构的抗菌物质和纳米诊疗探针已成为金纳米材料生物医学应用最热门的方向之一。因此,进一步开发新型金纳米材料用于应对细菌特别是多药耐药细菌感染的诊断与治疗,具有十分重要的意义。本文研究了金纳米簇、金纳米多面体在多药耐药细菌检测和感染治疗方面的应用潜力,重点关注了表面配体、尺寸、晶面构型以及抗菌肽结合对金纳米材料抗菌性能的影响。利用金纳米簇的聚集诱导发光增强效应获得强烈荧光发... 

【文章页数】：130 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 金纳米材料简介
    1.2 金纳米材料的合成
        1.2.1 一锅法
        1.2.2 Turkevich法
        1.2.3 Brust法
        1.2.4 种子生长法
        1.2.5 模板法
        1.2.6 生物还原
        1.2.7 电化学还原
        1.2.8 光致还原
        1.2.9 Galvanic置换
        1.2.10 化学刻蚀
    1.3 金纳米材料的理化性质
        1.3.1 荧光特性
        1.3.2 局域表面等离子体共振
        1.3.3 表面增强拉曼散射效应
        1.3.4 催化活性
        1.3.5 电化学特性
        1.3.6 光热效应
    1.4 金纳米材料在生物医学领域的应用
        1.4.1 生物标记
        1.4.2 生物传感
        1.4.3 细胞和活体成像
        1.4.4 药物与基因递送
        1.4.5 癌症治疗
        1.4.6 细菌感染治疗
    1.5 细菌耐药性概述
    1.6 本论文的选题意义与研究内容
第二章 银离子诱导金纳米簇强烈荧光增强用于鲍曼不动杆菌的非标记检测
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 试剂与仪器
        2.2.2 荧光合金纳米簇的合成
        2.2.3 鲍曼不动杆菌的检测
        2.2.4 选择性实验
        2.2.5 实际样品检测
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 GSH-AuNCs的合成以及银离子对GSH-AuNCs的影响
        2.3.2 GSH-AuAgNCs对鲍曼不动杆菌的荧光检测
        2.3.3 合金荧光探针检测痰样中鲍曼不动杆菌数量
    2.4 本章小结
第三章 巯基嘧啶介导的金纳米簇作为纳米抗生素用于多药耐药细菌感染治疗
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 试剂与仪器
        3.2.2 巯基嘧啶介导金纳米簇的合成
        3.2.3 抗菌活性评价
        3.2.4 杀菌动力学
        3.2.5 生物被膜形成抑制
        3.2.6 成熟生物被膜清除效率
        3.2.7 细菌细胞膜通透性检测
        3.2.8 细菌形貌观察
        3.2.9 耐药性发展
        3.2.10 活性氧测量
        3.2.11 氧化酶模拟酶活性
        3.2.12 过氧化物酶模拟酶活性
        3.2.13 细胞毒性测定
        3.2.14 溶血性测定
        3.2.15 组织切片观察
        3.2.16 细胞感染模型
        3.2.17 小鼠感染模型
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 金纳米簇的合成与表征
        3.3.2 MIC测定
        3.3.3 AuDAMP的杀菌动力学
        3.3.4 AuDAMP对细菌生物被膜的抑制
        3.3.5 细菌对AuDAMP的耐药性发展
        3.3.6 AuDAMP的抗菌机制
        3.3.7 AuDAMP的生物相容性
        3.3.8 AuDAMP的体内抗菌性能
    3.4 本章小结
第四章 抗菌肽共轭金纳米簇诱导荧光增强和协同抗菌效应
    4.1 引言
    4.2 材料和方法
        4.2.1 试剂与仪器
        4.2.2 AuDAMP与 Dap-AuDAMP的合成
        4.2.3 抗菌活性评价
        4.2.4 抑菌圈测量
        4.2.5 杀菌动力学
        4.2.6 细菌细胞膜通透性检测
        4.2.7 细菌形貌观察
        4.2.8 细胞内金纳米簇的测量
        4.2.9 细胞内ROS测量
        4.2.10 脂质过氧化测定
        4.2.11 细菌DNA损伤
        4.2.12 TUNEL分析
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 AuDAMP与 Dap-AuDAMP的表征
        4.3.2 Dap-AuDAMP的抗菌活性评价
        4.3.3 细胞膜损伤
        4.3.4 Dap-AuDAMP对细菌DNA的损伤
        4.3.5 协同抗菌作用机制
    4.4 本章小结
第五章 金纳米材料晶面依赖的抗菌活性
    5.1 引言
    5.2 材料与方法
        5.2.1 试剂和仪器
        5.2.2 金纳米晶体的合成
        5.2.3 比表面积计算
        5.2.4 抗菌活性评估
        5.2.5 抑菌圈测量
        5.2.6 最低抑菌浓度测量
        5.2.7 细菌细胞膜通透性检测
        5.2.8 细菌形貌观察
        5.2.9 细胞内ROS测量
        5.2.10 脂质过氧化测定
        5.2.11 细胞内GSH测定
        5.2.12 过氧化物酶模拟酶活性
        5.2.13 细胞乳酸脱氢酶释放
        5.2.14 β-半乳糖苷酶活性测定
        5.2.15 细胞ATP水平测定
        5.2.16 细胞毒性测定
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 金纳米晶体表征
        5.3.2 金纳米晶体的抗菌活性比较
        5.3.3 细胞膜损伤观察
        5.3.4 氧化损伤
        5.3.5 代谢抑制
        5.3.6 生物相容性
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 论文工作总结
    6.2 展望
参考文献
攻读博士学位期间科研成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Construction of OVA-stabilized fluorescent gold nanoclusters for sensing glucose[J]. Lu-Liang Wang,Juan Qiao,Li Qi,Xiao-Zhe Xu,Dan Li.  Science China（Chemistry）. 2015(09)
[2]Review on Zinc Oxide Nanoparticles: Antibacterial Activity and Toxicity Mechanism[J]. Amna Sirelkhatim,Shahrom Mahmud,Azman Seeni,Noor Haida Mohamad Kaus,Ling Chuo Ann,Siti Khadijah Mohd Bakhori,Habsah Hasan,Dasmawati Mohamad.  Nano-Micro Letters. 2015(03)
[3]金纳米粒子的制备方法及在DNA检测中的应用[J]. 谭碧生,曹晓红,莫志宏.  重庆大学学报(自然科学版). 2003(04)
[4]胶体金纳米颗粒的荧光光谱特性[J]. 朱健,王永昌,王勤.  光子学报. 2003(03)



本文编号：3681798