功能化金纳米材料的抑菌效果研究
摘要：金属纳米材料因为独特且性质较稳定的特点在诸如生物传感、医学诊断、药物开发、航空航天、微电子、交通和机械制造等领域有着极为广泛的应用前景。其中，金纳米是目前纳米材料界最常用的材料，在催化、成像和生物医学等领域都扮演着非常重要的角色，应用前景十分广阔。本文首先介绍金纳米的制备过程,并对制备的金纳米粒子的物理化学性质借助紫外可见吸收光谱和电子扫描显微镜进行了表征。然后用制备的金纳米粒子分别修饰连接溶菌酶、甘氨酸、半胱氨酸，通过构建纳米纳米金-生物分子体系研究生物分子与纳米金的相互作用机制，并在此基础上对纳米金-生物分子复合体系对于金黄色葡萄球菌、大肠杆菌抑菌性能的研究，有助于新型抑菌材料的研究应用。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 2
1 材料与方法 2
1.1 实验材料 2
1.1.1 主要材料 2
1.1.2 主要试剂 2
1.1.3 主要仪器和设备 2
1.2 实验方法 3
1.2.1 纳米金的制备及表征 3
1.2.1.1金纳米颗粒的制备 3
1.2.1.2 表征 3
1.2.2 Au、溶菌酶、半胱氨酸、甘氨酸抑菌性能的研究 3
1.2.2.1 培养基配置 3
1.2.2.2 菌种活化 3
1.2.2.3接种菌 3
1.2.2.4吸光度测定 3
1.2.3溶菌酶、甘氨酸、半胱氨酸修饰的纳米金体系制备及表征 3
1.2.3.1制备 3
1.2.3.2表征 4
1.2.4 AuNP溶菌酶、AuNP甘氨酸、AuNP半胱氨酸抑菌实验 4
1.2.4.1 培养基配置 4
1.2.4.2 菌种活化 4
1.2.4.3接种 4
1.2.4.4吸光度测定： 4
1.2.5 AuLyso=(100mg/ml1mm/l)下细菌的生长曲线 4
1.2.5.1 培养基配置、灭菌 4
1.2.5.2 菌种活
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
化 4
1.2.5.3接种菌 4
1.2.5.4生长曲线测定 4
2 结果与分析 4
2.1 Au的表征 4
2.2 Au、溶菌酶、半胱氨酸、甘氨酸抑菌性 5
2.2.1 Au 5
2.2.2 半胱氨酸、溶菌酶、甘氨酸 6
2.3纳米金生物分子体系的表征 7
2.4不同浓度的纳米金生物分子体系对细菌的抑菌率 9
2.5 AuLyso=(100mg/ml1mm/l)下细菌的生长曲线 10
3 讨论 12
致谢 12
参考文献 12
功能化金纳米材料的抑菌效果研究
引言
引言
在历史长河中，人类经历的前四个时代直接以材料命名，由此可见，材料一直与人类生活息息相关的。高新技术是推动现代经济和社会发展的强大动力，而新材料是高新技术的基石。材料的制备与应用是国民经济和社会文明的一个重要方面。从某种意义上说，人类文明的发展史就是一部不断的创造材料和开发材料应用价值的历史[1]。而材料的各项性能均为其自身的化学成分和组织构造在外界因素作用下的综合反映。纳米科学和技术是一门刚刚发展起来的新兴学科，是新世纪三大高新技术领域之一。纳米科技通过控制、设计来改变单个原子或分子的空间位置使其重新合成新材料使人类认识自然界的水平又深化了一个层次。
无论从经济，艺术还是历史的角度来说，金都是一种非常重要的金属。化学惰性是金最显著的性质之一。然而，当金块被加工成尺度为纳米级别的颗粒之后，却表现出较高的催化性能、化学活性以及生物相融性，使它为研究者们所青睐[24]。在各种形态的金属纳米材料中，较为常用的同时研究也较多的为球形的金纳米颗粒。金纳米颗粒的生物兼容性较好，合成简单、性质稳定、光电性质独特、比表面积、表面容易功能化等特点，因此，我们可以将金纳米颗粒作为基因或者药物载体，[57]。金纳米粒子的一个重要的特征就是能够结合不同级别的生物分子如：氨基酸、蛋白，而且金粒子可以与这些生物分子形成一个整体进入生物体系而不会引起毒性[10]。通过生物分子修饰使其的抑菌性能大大增加，纳米颗粒和生物分子的结合在抑菌材料领域有着广泛的应用。
溶菌酶又称胞壁质酶,广泛存在于动植物、微生物中。它对细菌的作用主要是作用分解细菌的细胞壁，使细胞失去细胞壁的保护作用而溶解死亡，在食品、医疗、生物学等领域都有着广泛的应用。
甘氨酸又名氨基乙酸，又被称为胶糖。甘氨酸是最简单的氨基酸,甘氨酸及其衍生物具有程度不同的抗菌，且其抗菌力较强，其抑菌机理主要是甘氨酸去破坏细菌的细胞质膜结构，从而导致细菌的死亡。甘氨酸本身的毒性很低,能广泛地应用干食品、化妆品、医院或家庭卫生等。
L半胱氨酸是组成蛋白质的 20 多种氨基酸中唯一具有活性基团—巯基(SH)的氨基酸，它具有很多生理功能。巯基能以其两性结构直接作用于病原真菌的细胞膜，并破坏细胞膜的结构，参与体内多种生化反应，从而抑制细胞的生长。目前，L半胱氨酸在医药、化妆品和食品添加剂中已有广泛的应用。
1 材料与方法
1．1 实验材料
1.1.1 主要材料
主要供试菌株：革兰氏阴性菌大肠杆菌 、革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌
主要培养基：普通营养肉汤培养基，营养琼脂培养基。
1.1.2 主要试剂
本实验中涉及的试剂：1%氯金酸溶液、柠檬酸钠、单宁酸(tannic acid)、碳酸钾
普通肉汤培养基、营养琼脂培养基、氯化钠、溶菌酶、半胱氨酸、甘氨酸、氯化钠
1.1.3 主要仪器和设备
紫外可见吸收光谱、电子扫描显微镜、磁力搅拌器、恒温水浴锅、离心机、
微生物恒温培养摇床、恒温培养箱、紫外分光光度计
1．2 实验方法
1.2.1 纳米金的制备及表征
要想对纳米粒子的性能进行研究，前提必须是制备粒径尺寸合适且大小分布均匀的纳米粒子，因此，发展合适的金纳米粒子的制备方法非常有必要。早在古罗马时期，研究者就使用纳米金粒子制成特殊溶液，将玻璃涂成红色。化学家受炼丹士启发，首次制备纯净的纳米金溶胶，被称作“活性金”[8]。直至今日，纳米金的制备方法和合成技术也得到了极大的发展。为制得单分散性好的具有不同粒径大小的水溶性纳米金粒子,现己经发展了许多制备纳米金的方法。实验采用柠檬酸钠去还原氯金酸，其中的梓檬酸钠充当了还原剂和稳定剂的双重角色，显得尤为重要。
1.2.1.1金纳米颗粒的制备
实验参照Frens等人“报道的经典合成方法合成纳米金粒子[9],具体步骤为：
（1）配置溶液A、B
溶液A：取一洁净的锥形瓶（事先用王水清洗后用超纯水洗涤）依次加入79ml超纯水和1ml 1%氯金酸溶液，并摇匀；
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 2
1 材料与方法 2
1.1 实验材料 2
1.1.1 主要材料 2
1.1.2 主要试剂 2
1.1.3 主要仪器和设备 2
1.2 实验方法 3
1.2.1 纳米金的制备及表征 3
1.2.1.1金纳米颗粒的制备 3
1.2.1.2 表征 3
1.2.2 Au、溶菌酶、半胱氨酸、甘氨酸抑菌性能的研究 3
1.2.2.1 培养基配置 3
1.2.2.2 菌种活化 3
1.2.2.3接种菌 3
1.2.2.4吸光度测定 3
1.2.3溶菌酶、甘氨酸、半胱氨酸修饰的纳米金体系制备及表征 3
1.2.3.1制备 3
1.2.3.2表征 4
1.2.4 AuNP溶菌酶、AuNP甘氨酸、AuNP半胱氨酸抑菌实验 4
1.2.4.1 培养基配置 4
1.2.4.2 菌种活化 4
1.2.4.3接种 4
1.2.4.4吸光度测定： 4
1.2.5 AuLyso=(100mg/ml1mm/l)下细菌的生长曲线 4
1.2.5.1 培养基配置、灭菌 4
1.2.5.2 菌种活
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
化 4
1.2.5.3接种菌 4
1.2.5.4生长曲线测定 4
2 结果与分析 4
2.1 Au的表征 4
2.2 Au、溶菌酶、半胱氨酸、甘氨酸抑菌性 5
2.2.1 Au 5
2.2.2 半胱氨酸、溶菌酶、甘氨酸 6
2.3纳米金生物分子体系的表征 7
2.4不同浓度的纳米金生物分子体系对细菌的抑菌率 9
2.5 AuLyso=(100mg/ml1mm/l)下细菌的生长曲线 10
3 讨论 12
致谢 12
参考文献 12
功能化金纳米材料的抑菌效果研究
引言
引言
在历史长河中，人类经历的前四个时代直接以材料命名，由此可见，材料一直与人类生活息息相关的。高新技术是推动现代经济和社会发展的强大动力，而新材料是高新技术的基石。材料的制备与应用是国民经济和社会文明的一个重要方面。从某种意义上说，人类文明的发展史就是一部不断的创造材料和开发材料应用价值的历史[1]。而材料的各项性能均为其自身的化学成分和组织构造在外界因素作用下的综合反映。纳米科学和技术是一门刚刚发展起来的新兴学科，是新世纪三大高新技术领域之一。纳米科技通过控制、设计来改变单个原子或分子的空间位置使其重新合成新材料使人类认识自然界的水平又深化了一个层次。
无论从经济，艺术还是历史的角度来说，金都是一种非常重要的金属。化学惰性是金最显著的性质之一。然而，当金块被加工成尺度为纳米级别的颗粒之后，却表现出较高的催化性能、化学活性以及生物相融性，使它为研究者们所青睐[24]。在各种形态的金属纳米材料中，较为常用的同时研究也较多的为球形的金纳米颗粒。金纳米颗粒的生物兼容性较好，合成简单、性质稳定、光电性质独特、比表面积、表面容易功能化等特点，因此，我们可以将金纳米颗粒作为基因或者药物载体，[57]。金纳米粒子的一个重要的特征就是能够结合不同级别的生物分子如：氨基酸、蛋白，而且金粒子可以与这些生物分子形成一个整体进入生物体系而不会引起毒性[10]。通过生物分子修饰使其的抑菌性能大大增加，纳米颗粒和生物分子的结合在抑菌材料领域有着广泛的应用。
溶菌酶又称胞壁质酶,广泛存在于动植物、微生物中。它对细菌的作用主要是作用分解细菌的细胞壁，使细胞失去细胞壁的保护作用而溶解死亡，在食品、医疗、生物学等领域都有着广泛的应用。
甘氨酸又名氨基乙酸，又被称为胶糖。甘氨酸是最简单的氨基酸,甘氨酸及其衍生物具有程度不同的抗菌，且其抗菌力较强，其抑菌机理主要是甘氨酸去破坏细菌的细胞质膜结构，从而导致细菌的死亡。甘氨酸本身的毒性很低,能广泛地应用干食品、化妆品、医院或家庭卫生等。
L半胱氨酸是组成蛋白质的 20 多种氨基酸中唯一具有活性基团—巯基(SH)的氨基酸，它具有很多生理功能。巯基能以其两性结构直接作用于病原真菌的细胞膜，并破坏细胞膜的结构，参与体内多种生化反应，从而抑制细胞的生长。目前，L半胱氨酸在医药、化妆品和食品添加剂中已有广泛的应用。
1 材料与方法
1．1 实验材料
1.1.1 主要材料
主要供试菌株：革兰氏阴性菌大肠杆菌 、革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌
主要培养基：普通营养肉汤培养基，营养琼脂培养基。
1.1.2 主要试剂
本实验中涉及的试剂：1%氯金酸溶液、柠檬酸钠、单宁酸(tannic acid)、碳酸钾
普通肉汤培养基、营养琼脂培养基、氯化钠、溶菌酶、半胱氨酸、甘氨酸、氯化钠
1.1.3 主要仪器和设备
紫外可见吸收光谱、电子扫描显微镜、磁力搅拌器、恒温水浴锅、离心机、
微生物恒温培养摇床、恒温培养箱、紫外分光光度计
1．2 实验方法
1.2.1 纳米金的制备及表征
要想对纳米粒子的性能进行研究，前提必须是制备粒径尺寸合适且大小分布均匀的纳米粒子，因此，发展合适的金纳米粒子的制备方法非常有必要。早在古罗马时期，研究者就使用纳米金粒子制成特殊溶液，将玻璃涂成红色。化学家受炼丹士启发，首次制备纯净的纳米金溶胶，被称作“活性金”[8]。直至今日，纳米金的制备方法和合成技术也得到了极大的发展。为制得单分散性好的具有不同粒径大小的水溶性纳米金粒子,现己经发展了许多制备纳米金的方法。实验采用柠檬酸钠去还原氯金酸，其中的梓檬酸钠充当了还原剂和稳定剂的双重角色，显得尤为重要。
1.2.1.1金纳米颗粒的制备
实验参照Frens等人“报道的经典合成方法合成纳米金粒子[9],具体步骤为：
（1）配置溶液A、B
溶液A：取一洁净的锥形瓶（事先用王水清洗后用超纯水洗涤）依次加入79ml超纯水和1ml 1%氯金酸溶液，并摇匀；
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