可控尺寸金納米顆粒的綠色合成及抗菌應(yīng)用

第一章緒論1.1引言1.1.1微生物簡(jiǎn)介微生物通常是指所有難以用肉眼直接看到的微小生物的統(tǒng)稱(chēng)，一般需要借助顯微鏡等手段觀察。通常包括細(xì)菌、放線菌、原生動(dòng)物、真菌和藻類(lèi)等有細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物，也包括病毒、支原體、衣原體等無(wú)完整細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物。微生物的種類(lèi)眾多，與人類(lèi)的日常生活及健康狀況密切相關(guān)。絕大多數(shù)的微生物對(duì)人體是無(wú)害的，在人體表面和內(nèi)部都生活著非常多的益生菌群，可以有效抑制有害菌的著落和生長(zhǎng)。益生菌還可以幫助吸收和制造一些人體必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，例如氨基酸等?？股氐臑E用等會(huì)使這些益生菌群失調(diào)，導(dǎo)致感染疾病的發(fā)生。此外，很多人類(lèi)與動(dòng)植物的疾病也是由微生物引起的，致病微生物在自然界中無(wú)處不在，空氣、灰塵、水、食品以及人和動(dòng)物的排泄物中都可以找到。總結(jié)主要的致病微生物及相關(guān)的疾病或癥狀，如下表1.1所示。表1.1常見(jiàn)致病菌及相關(guān)疾病疾病名稱(chēng)或癥狀致病原結(jié)核結(jié)核分支桿菌淋巴腺炎，敗血癥鏈球菌艾滋病人類(lèi)免疫缺陷病毒痢疾志賀氏菌、痢疾桿菌、大腸埃希氏桿菌等肺炎金黃色葡萄球菌、肺炎鏈球菌炭疽病炭疽桿菌胃炎幽門(mén)螺旋桿菌發(fā)燒、肌肉疼痛、腹瀉等李斯特菌胃腸炎、傷寒沙門(mén)氏菌流行性腦脊髓膜炎腦膜炎奈瑟球菌淋病淋病奈瑟球菌組織感染，呼吸道及尿道感染等銅綠假單胞桿菌、鮑曼不動(dòng)桿菌1.1.2抗生素的使用人類(lèi)和與其共生的微生物一起進(jìn)化了數(shù)千年，導(dǎo)致了在這一過(guò)程中以互利共生的作用形式存在ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"Bik,2006#1"1-3]。通常由于生態(tài)或者生理?xiàng)l件變化，會(huì)使這種共生關(guān)系變成一種寄生關(guān)系，感染就可能發(fā)生在宿主體內(nèi)。在這一過(guò)程中，從19世紀(jì)后期開(kāi)始，人們意識(shí)到細(xì)菌是引起一些疾病的原因。從那時(shí)開(kāi)始，人們嘗試很多努力解決這一嚴(yán)重的問(wèn)題，包括接種疫苗，改善衛(wèi)生條件和使用抗生素等。自從抗生素被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，抗菌藥已經(jīng)拯救了數(shù)百萬(wàn)人的生命，并緩解了一些慢性感染疾病。表1.2按時(shí)間順序總結(jié)了從1935年至2004年間，食品和藥物管理局對(duì)一些重要抗菌化合物的批準(zhǔn)歷史ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Powers</Author><Year>2004</Year><RecNum>7</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[4]</style></DisplayText><record><rec-number>7</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="efzepzpdeavwzpeed5wxd52qz5rfwtwv9zx2">7</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Powers,J.H.</author></authors></contributors><titles><title>Antimicrobialdrugdevelopment–thepast,thepresent,andthefuture</title><secondary-title>ClinicalMicrobiologyandInfection</secondary-title></titles><periodical><full-title>ClinicalMicrobiologyandInfection</full-title></periodical><pages>23-31</pages><volume>10</volume><keywords><keyword>Antimicrobialresistance</keyword><keyword>drugdevelopment</keyword><keyword>drugdesign</keyword><keyword>clinicaltrials</keyword></keywords><dates><year>2004</year></dates><publisher>BlackwellPublishingLtd</publisher><isbn>1469-0691</isbn><call-num>6</call-num><urls><related-urls><url>/10.1111/j.1465-0691.2004.1007.x</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>10.1111/j.1465-0691.2004.1007.x</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[\o"Powers,2004#7"4]。表1.2主要抗生素的發(fā)現(xiàn)和批準(zhǔn)史。年限批準(zhǔn)的藥物1935磺胺類(lèi)藥物1941青霉素類(lèi)抗生素1944氨基糖苷類(lèi)抗生素1945頭孢菌素類(lèi)抗生素1949氯霉素1950四環(huán)素類(lèi)抗生素1952大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)、林可酰胺類(lèi)抗生素1956糖肽類(lèi)抗生素1957利福平1959硝基咪唑胺1962喹諾酮類(lèi)抗生素1968甲氧芐氨嘧啶2000惡唑烷酮類(lèi)化合物2003脂肽在過(guò)去，醫(yī)學(xué)界曾樂(lè)觀地稱(chēng)抗生素為“特效藥”，但是隨后的證據(jù)凸顯了其局限性ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"Spellberg,2008#8"5,\o"Spellberg,2008#9"6]。事實(shí)上，隨著時(shí)間的推移，細(xì)菌發(fā)展出幾種抵抗抗生素的機(jī)制，從而使它們引起的感染很難治療ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Andersson</Author><Year>2010</Year><RecNum>13</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[7,8]</style></DisplayText><record><rec-number>13</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="efzepzpdeavwzpeed5wxd52qz5rfwtwv9zx2">13</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Andersson,DanI.</author><author>Hughes,Diarmaid</author></authors></contributors><titles><title>Antibioticresistanceanditscost:isitpossibletoreverseresistance?</title><secondary-title>NatRevMicro</secondary-title></titles><periodical><full-title>NatRevMicro</full-title></periodical><pages>260-271</pages><volume>8</volume><number>4</number><dates><year>2010</year><pub-dates><date>04//print</date></pub-dates></dates><publisher>NaturePublishingGroup</publisher><isbn>1740-1526</isbn><call-num>12</call-num><work-type>10.1038/nrmicro2319</work-type><urls><related-urls><url>/10.1038/nrmicro2319</url></related-urls></urls></record></Cite><Cite><Author>Levin</Author><Year>2006</Year><RecNum>14</RecNum><record><rec-number>14</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="efzepzpdeavwzpeed5wxd52qz5rfwtwv9zx2">14</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Levin,BruceR.</author><author>Rozen,DanielE.</author></authors></contributors><titles><title>Non-inheritedantibioticresistance</title><secondary-title>NatRevMicro</secondary-title></titles><periodical><full-title>NatRevMicro</full-title></periodical><pages>556-562</pages><volume>4</volume><number>7</number><dates><year>2006</year><pub-dates><date>07//print</date></pub-dates></dates><isbn>1740-1526</isbn><call-num>13</call-num><work-type>10.1038/nrmicro1445</work-type><urls><related-urls><url>/10.1038/nrmicro1445</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>/nrmicro/journal/v4/n7/suppinfo/nrmicro1445_S1.html</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[\o"Andersson,2010#13"7,\o"Levin,2006#14"8]。例如，青霉素在20世紀(jì)40年代初被引入，廣泛的用于治療金黃色葡萄球菌相關(guān)的感染，然而第一個(gè)耐青霉素金黃色葡萄球菌菌株在1942就被確定。在美國(guó)，估算感染性疾病每年的治療成本已經(jīng)超過(guò)1200億美元）ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Rizzello</Author><Year>2014</Year><RecNum>24</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[9]</style></DisplayText><record><rec-number>24</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="efzepzpdeavwzpeed5wxd52qz5rfwtwv9zx2">24</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Rizzello,Loris</author><author>Pompa,PierPaolo</author></authors></contributors><titles><title>Nanosilver-basedantibacterialdrugsanddevices:Mechanisms,methodologicaldrawbacks,andguidelines</title><secondary-title>ChemicalSocietyReviews</secondary-title></titles><periodical><full-title>ChemicalSocietyReviews</full-title></periodical><pages>1501-1518</pages><volume>43</volume><number>5</number><dates><year>2014</year></dates><publisher>TheRoyalSocietyofChemistry</publisher><isbn>0306-0012</isbn><call-num><styleface="normal"font="default"charset="134"size="100%">前言1</style></call-num><work-type>10.1039/C3CS60218D</work-type><urls><related-urls><url>/10.1039/C3CS60218D</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>10.1039/C3CS60218D</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[\o"Rizzello,2014#24"9]。然而，實(shí)際花費(fèi)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于這一預(yù)算，因?yàn)樗雎粤思膊∠嚓P(guān)的開(kāi)銷(xiāo)（例如，長(zhǎng)期護(hù)理費(fèi)或慢性感染的治療）。其中，耐藥菌治療的醫(yī)療費(fèi)用每年約為50億美元ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Boucher</Author><Year>2010</Year><RecNum>18</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[10]</style></DisplayText><record><rec-number>18</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="efzepzpdeavwzpeed5wxd52qz5rfwtwv9zx2">18</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Boucher,HelenW.</author></authors></contributors><titles><title>ChallengesinAnti-InfectiveDevelopmentintheEraofBadBugs,NoDrugs:ARegulatoryPerspectiveUsingtheExampleofBloodstreamInfectionasanIndication</title><secondary-title>ClinicalInfectiousDiseases</secondary-title></titles><periodical><full-title>ClinicalInfectiousDiseases</full-title></periodical><pages>S4-S9</pages><volume>50</volume><number>Supplement1</number><dates><year>2010</year><pub-dates><date>February1,2010</date></pub-dates></dates><call-num>16</call-num><urls><related-urls><url>/content/50/Supplement_1/S4.abstract</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>10.1086/647937</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[\o"Boucher,2010#18"10]。然而，由于耐藥菌株不斷地、戲劇性地增加，這一預(yù)估可能還會(huì)上升。另一方面，雖然感染的治療可能為藥物研發(fā)公司提供一個(gè)誘人的機(jī)會(huì)，預(yù)估市場(chǎng)約為每年255億美元）ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Kresse</Author><Year>2007</Year><RecNum>19</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[11]</style></DisplayText><record><rec-number>19</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="efzepzpdeavwzpeed5wxd52qz5rfwtwv9zx2">19</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Kresse,Hedwig</author><author>Belsey,MarkJ.</author><author>Rovini,Holger</author></authors></contributors><titles><title>Theantibacterialdrugsmarket</title><secondary-title>NatRevDrugDiscov</secondary-title></titles><periodical><full-title>NatRevDrugDiscov</full-title></periodical><pages>19-20</pages><volume>6</volume><number>1</number><dates><year>2007</year><pub-dates><date>01//print</date></pub-dates></dates><publisher>NaturePublishingGroup</publisher><isbn>1474-1776</isbn><call-num>19</call-num><work-type>10.1038/nrd2226</work-type><urls><related-urls><url>/10.1038/nrd2226</url></related-urls></urls></record></Cite></EndNote>[\o"Kresse,2007#19"11]，但是多數(shù)制藥公司在藥物研究和開(kāi)發(fā)方面失去興趣。這是因?yàn)檫@些藥物對(duì)長(zhǎng)期的利潤(rùn)并不是有益的，相比之下，用于治療慢性疾病的藥物利潤(rùn)更大（需要長(zhǎng)期治療）?？股氐陌l(fā)展是昂貴的、耗時(shí)并且有風(fēng)險(xiǎn)的，而且它們的生命周期太短（由于細(xì)菌耐藥性），因此也沒(méi)有吸引力。所有這些因素都導(dǎo)致大型制藥公司在研發(fā)投資上選擇更多的生產(chǎn)方式，但是新的抗菌療法明顯枯竭。考慮到所有這些因素，抗生素耐藥細(xì)菌的不斷上升，并且在過(guò)去的幾十年中，抗菌藥物的批準(zhǔn)顯著減少，細(xì)菌感染再次引起世界各地的廣泛關(guān)注，并成為人類(lèi)最大的健康挑戰(zhàn)之一ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[\o"Spellberg,2008#9"6,\o"Boucher,2009#20"12]。1.2抗菌材料概述1.2.1抗菌材料定義抗菌指的是在規(guī)定時(shí)間內(nèi)能夠抑制或者殺滅細(xì)菌等微生物，防止細(xì)菌增殖、生長(zhǎng)的方法，它包括抗菌及抑菌兩個(gè)方面?？咕牧希侵副旧砭哂心芤种苹驓⑺兰?xì)菌等微生物（尤其是致病性細(xì)菌）功能的材料的總稱(chēng)?？咕牧系闹饕煞质强咕鷦?，抗菌劑本身含有能抑制細(xì)菌、真菌等微生物生長(zhǎng)的化學(xué)成分，在一定時(shí)間內(nèi)能夠使某些微生物的生長(zhǎng)和繁殖保持在一定程度以下。1.2.2抗菌材料分類(lèi)及特點(diǎn)根據(jù)抗菌材料的成分不同，抗菌材料可以分為天然類(lèi)、無(wú)機(jī)類(lèi)、有機(jī)類(lèi)和復(fù)合類(lèi)四個(gè)種類(lèi)。天然的抗菌材料主要來(lái)自于自然界中，包括殼聚糖、魚(yú)精蛋白、羅漢柏油等，它們的特點(diǎn)是安全無(wú)毒、生物可降解、耐候性較強(qiáng)等，但是存在耐熱性較差、加工工藝復(fù)雜等缺點(diǎn)。其中，殼聚糖因?yàn)榫哂幸欢ǖ目咕Ч吧锵嗳菪?，在化妝品、紡織品等領(lǐng)域有較大的應(yīng)用前景，但是殼聚糖的脫乙酰化程度、溶解性等會(huì)影響到它的抗菌效果，這些限制了殼聚糖的應(yīng)用。有機(jī)抗菌材料的主要成分為有機(jī)酸類(lèi)、吡啶類(lèi)、季銨鹽類(lèi)和酚類(lèi)等，分為有機(jī)小分子類(lèi)（吡啶類(lèi)、季銨鹽、噻唑類(lèi)、有機(jī)金屬類(lèi)等）和高分子抗菌劑（高分子季銨鹽、胍類(lèi)、殼聚糖衍生物類(lèi)、鹵代胺等）兩類(lèi)有機(jī)小分子類(lèi)與高分子抗菌劑的抗菌效果不同，其中，有機(jī)小分子類(lèi)抗菌劑由于具有親磷脂性，可以在細(xì)菌表面吸附，穿透細(xì)胞膜，致使細(xì)胞內(nèi)容物流出，細(xì)菌壞死。高分子抗菌劑具有高效廣譜抗菌、對(duì)人體刺激性較小、結(jié)構(gòu)多樣等優(yōu)點(diǎn)，但它的抑菌機(jī)理還未明確。高分子抗菌劑中，殼聚糖改性后的季銨鹽由于具有水溶性、抗菌高效廣譜性等優(yōu)點(diǎn)得到了極大地關(guān)注和研究無(wú)機(jī)抗菌材料包括銀、鋅及銅等金屬材料，這些金屬自身的抗菌能力決定了無(wú)機(jī)抗菌材料的抗菌性能，它們經(jīng)過(guò)物理吸附或者離子交換等方式負(fù)載到載體上，從而應(yīng)用于抗菌類(lèi)產(chǎn)品中。無(wú)機(jī)抗菌材料具有高效廣譜抗菌、耐熱性能好、不容易產(chǎn)生耐藥性及毒性低等優(yōu)點(diǎn)，但也具有制備工藝繁瑣、顏色易變等缺點(diǎn)。其中，銀系抗菌劑由于抗菌性能佳、適用范圍廣、加工方法多樣等優(yōu)點(diǎn)在塑料、纖維、涂料等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。復(fù)合類(lèi)抗菌材料是為了避免一種抗菌材料的不足，使它與另一種或幾種抗菌材料復(fù)合，得到具有更佳抗菌性能的材料ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[13]。1.3納米技術(shù)介紹1.3.1納米技術(shù)定義納米技術(shù)被定義為利用納米粒子，即尺寸為1–100nm的材料。1.3.2納米材料的應(yīng)用及優(yōu)點(diǎn)納米材料研究領(lǐng)域日漸廣泛使得納米技術(shù)的發(fā)展極為迅速，對(duì)金納米粒的研究也逐漸增多，因此充分了解金納米粒的合成及屬性有助于人們更好的開(kāi)發(fā)利用金納米材料，金納米粒子在表面增強(qiáng)拉曼光譜，表面增強(qiáng)共振反射光譜，分子生物學(xué)光譜等研究領(lǐng)域占有極為重要的地位，是基礎(chǔ)研究的重要材料。金納米粒子因其特殊的性質(zhì)如熒光性表面等離子體共振性電化學(xué)的性質(zhì)等使其在光子學(xué)電子學(xué)和信息儲(chǔ)存方面的應(yīng)用。越來(lái)越受大家的重視金納米粒子的優(yōu)點(diǎn)有:性質(zhì)穩(wěn)定、制備簡(jiǎn)單、粒徑均勻、親和力強(qiáng)、生物相容性好，易于生物分子固定修飾，可以通過(guò)控制不同的合成條件和合成方法得到不同形狀不同尺寸的金納米粒子本文將綜述金納米材料的綠色合成性質(zhì)及其抗菌應(yīng)用。當(dāng)尺寸小到納米級(jí)時(shí)，金顯示出了一系列本體材料所不具備的獨(dú)特性能金納米粒子有許多優(yōu)點(diǎn)，獨(dú)特的光學(xué)性能就是其中之一，比如表面等離子體共振對(duì)特定波長(zhǎng)入射光的吸收及散射、光熱轉(zhuǎn)化、增強(qiáng)光學(xué)信號(hào)等，可應(yīng)用于生物成像、生物傳感器、疾病的診斷洽療等領(lǐng)域其次，金是非常穩(wěn)定的物質(zhì)，甚至可以在空氣中存放上百萬(wàn)年也不會(huì)被氧化或腐蝕。這種穩(wěn)定性同時(shí)也說(shuō)明了它“生物惰性”的本質(zhì)，具有很好的生物相容性，極具生物醫(yī)用領(lǐng)域應(yīng)用的潛質(zhì)。此外，金易于和巰基（－ＳＨ）或二硫鍵（Ｓ－Ｓ）反應(yīng)，這就為金納米粒子的修飾提供的便利、為材料的功能化設(shè)計(jì)提供了可能。1.4本論文的選題意義相對(duì)于大尺寸的同等材料來(lái)說(shuō)，納米材料經(jīng)常被發(fā)現(xiàn)有新的物理和化學(xué)性質(zhì)，如更高的化學(xué)反應(yīng)活性，和更有用的光學(xué)特性。這樣的特點(diǎn)已經(jīng)被廣泛開(kāi)發(fā)并利用到新產(chǎn)品中，使納米技術(shù)成為一個(gè)更有潛能的產(chǎn)業(yè)。納米粒子尤其是金屬納米粒子也可以用于解決致病菌耐藥的問(wèn)題。一方面，某些金屬納米粒子自身就有抗菌活性，如鈦、銅、鋅、鐵氧化物和銀等；另一方面，粒子可以作為一種藥物載體，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)載物的保護(hù)、控釋等作用。在材料科學(xué)領(lǐng)域，貴金屬納米粒子的合成方法得到了廣泛關(guān)注，因?yàn)槌〖{米粒子已經(jīng)被證明擁有獨(dú)一無(wú)二的特性，并有極其廣泛的應(yīng)用。在它們之中，AuNPs表現(xiàn)出了巨大的潛力應(yīng)用在催化、光電子學(xué)、傳感、生物成像和藥物釋放等領(lǐng)域ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[14-16]。AuNPs可以通過(guò)各種常規(guī)的化學(xué)和物理方法合成ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[17-20]。使用HAuCl4作為前體，用檸檬酸鈉和硼氫化鈉作為還原劑的化學(xué)還原方法是目前制備AuNPs最普遍的方法ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Bethell</Author><Year>1996</Year><RecNum>418</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[273]</style></DisplayText><record><rec-number>418</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="efzepzpdeavwzpeed5wxd52qz5rfwtwv9zx2">418</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Bethell,D.</author><author>Brust,M.</author><author>Schiffrin,D.J.</author><author>Kiely,C.</author></authors></contributors><titles><title>Frommonolayerstonanostructuredmaterials:anorganicchemist'sviewofself-assembly</title><secondary-title>JournalofElectroanalyticalChemistry</secondary-title></titles><periodical><full-title>JournalofElectroanalyticalChemistry</full-title></periodical><pages>137-143</pages><volume>409</volume><number>1–2</number><keywords><keyword>Colloidalgold</keyword><keyword>Thiols</keyword><keyword>Nanostructuredmaterials</keyword><keyword>Thinfilms</keyword></keywords><dates><year>1996</year><pub-dates><date>6/7/</date></pub-dates></dates><isbn>1572-6657</isbn><call-num>7</call-num><urls><related-urls><url>/science/article/pii/0022072896045330</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>/10.1016/0022-0728(96)04533-0</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[20]。盡管如此，在AuNPs的合成方法領(lǐng)域內(nèi)仍然有一些亟待解決的問(wèn)題，例如能量損失、環(huán)境影響和安全等。因此，發(fā)展清潔、無(wú)毒、環(huán)境友好的合成過(guò)程是目前的大勢(shì)所趨。一些關(guān)鍵因素，例如環(huán)境相容性、還原劑和無(wú)毒的配體應(yīng)該在考慮范圍內(nèi)。最近，一些尺寸小于3nm的AuNPs表現(xiàn)出很高的固有的類(lèi)過(guò)氧化物酶活性ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[21-23]。尤其是和其他的基于納米材料的過(guò)氧化物酶相比時(shí)，AuNPs的效果更加突出，這是由于他們具有優(yōu)良的生物相容性。作為人工模擬酶，AuNPs已經(jīng)被應(yīng)用到了諸多領(lǐng)域，例如生物檢測(cè)、催化和抗菌藥物的應(yīng)用等等。盡管人們已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，但是由于其較低的催化活性和穩(wěn)定性，而使得它們作為一種模擬酶在應(yīng)用上被限制。這主要因?yàn)樵诖呋^(guò)程中，它們的不均勻分布和聚集引起的。除此之外，AuNPs在中性條件的催化活性低也是其限制因素之一。因此，下一代金模擬酶需要解決的問(wèn)題是在廣泛pH范圍內(nèi)的酶活性。1.5創(chuàng)新點(diǎn)納米技術(shù)和生物科學(xué)之間的學(xué)科交叉可以解決這個(gè)問(wèn)題ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[24,25]。有機(jī)生物體被視為環(huán)保工廠，因?yàn)樯锵到y(tǒng)是自然的、高效率的。細(xì)菌細(xì)胞有抗環(huán)境壓力的能力，并且可以在金屬濃度很高的環(huán)境中生存。由于它們通常暴露在極端環(huán)境中，迫使它們進(jìn)化出特定的防御機(jī)制來(lái)對(duì)抗這種壓力，包括非金屬或外來(lái)金屬離子的毒性等。因此，與化學(xué)合成納米粒子相比，納米粒子的生物合成是一個(gè)更加合適的過(guò)程，因?yàn)樗闹圃斐杀镜?，并且具有良好的生物相容性和納米粒子穩(wěn)定性ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[26,27]。1.6本文的主要內(nèi)容我們通過(guò)使用活細(xì)菌細(xì)胞作為生物合成器,可控合成AuNPs，并解決其中的一些化學(xué)合成帶來(lái)的問(wèn)題ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Sun</Author><Year>2015</Year><RecNum>443</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[286]</style></DisplayText><record><rec-number>443</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="efzepzpdeavwzpeed5wxd52qz5rfwtwv9zx2">443</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Sun,Hanjun</author><author>Zhao,Andong</author><author>Gao,Nan</author><author>Li,Kai</author><author>Ren,Jinsong</author><author>Qu,Xiaogang</author></authors></contributors><titles><title>DecipheringaNanocarbon-BasedArtificialPeroxidase:ChemicalIdentificationoftheCatalyticallyActiveandSubstrate-BindingSitesonGrapheneQuantumDots</title><secondary-title>AngewandteChemieInternationalEdition</secondary-title></titles><periodical><full-title>AngewandteChemieInternationalEdition</full-title></periodical><pages>7176-7180</pages><volume>54</volume><number>24</number><keywords><keyword>catalysis</keyword><keyword>graphenequantumdots</keyword><keyword>nanoparticles</keyword><keyword>peroxidaseactivity</keyword><keyword>reactionmechanisms</keyword></keywords><dates><year>2015</year></dates><publisher>WILEY-VCHVerlag</publisher><isbn>1521-3773</isbn><call-num>25</call-num><urls><related-urls><url>/10.1002/anie.201500626</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>10.1002/anie.201500626</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[28]。在我們的設(shè)計(jì)中，使用的是一種嗜熱細(xì)菌菌株CaldicellulosiruptorchangbaiensisCBS-ZT，這是一種從熱泉中分離得到的產(chǎn)氫菌，我們用它合成AuNPs。最重要的是，AuNPs在嗜熱菌細(xì)胞上可以很好地分散，并且AuNPs的尺寸容易控制。而最令人興奮的特征是：最小的AuNPs在廣泛pH內(nèi)表現(xiàn)出了最高的過(guò)氧化物酶活性，甚至是中性。并且隨著AuNPs尺寸的變大，中性條件下的B-AuNPs過(guò)氧化物酶活性不斷降低。由于AuNPs其優(yōu)良的生物相容性和高過(guò)氧化物酶活性，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種基于B-AuNPs且包含低劑量H2O2的抗菌系統(tǒng)。B-AuNPs的存在使H2O2分解成ROS，因此提高了H2O2的抗菌能力。B-AuNPs抗菌系統(tǒng)擁有的廣譜抗菌活性，其對(duì)革蘭氏陰性大腸桿菌（E.coli）和革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌金黃色葡萄球菌（S.aureus）都有著抗菌能力。B-AuNPs有類(lèi)似于過(guò)氧化物酶的活性，這種抗菌活性也同樣取決于AuNPs尺寸的大小。

第二章金納米的可控合成2.1引言貴金屬納米材料的綠色制備20世紀(jì)90年代初，與傳統(tǒng)的治理污染不同的綠色化學(xué)的概念被化學(xué)家們提上了議程。近十幾年來(lái)，人們已經(jīng)明確了關(guān)于綠色化學(xué)的定義、目的、基本理論和研究領(lǐng)域等，一個(gè)多學(xué)科交叉的新的研究領(lǐng)域也已開(kāi)始形成。綠色化學(xué)研究的重要組成部分是正確使用無(wú)毒性化學(xué)品、具有生態(tài)相容性的溶劑和可再生材料。綠色化學(xué)作為一個(gè)多學(xué)科交叉的研究領(lǐng)域，其有許多科學(xué)問(wèn)題需要進(jìn)一步探索，而一個(gè)迫切需要解決而又富有挑戰(zhàn)性的工作是關(guān)于貴金屬納米材料的綠色合成及其應(yīng)用。綠色納米合成技術(shù)就是將綠色化學(xué)的原理運(yùn)用在納米材料的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)以及應(yīng)用中，對(duì)納米材料毒性的認(rèn)識(shí)進(jìn)一步提高，盡量減少或消除在納米材料設(shè)計(jì)中對(duì)人類(lèi)和環(huán)境的危害，使納米材料的制備具有“原子經(jīng)濟(jì)性”，實(shí)現(xiàn)廢物的“零排放”，使納米技術(shù)力求達(dá)到用最少的生態(tài)代價(jià)換取最大的社會(huì)利益。大家都知道，高聚物模板具有粒徑可控，其分子間、分子內(nèi)具有納米反應(yīng)器等優(yōu)點(diǎn)，所以是用來(lái)合成具有特殊形貌和功能的納米材料的重要方法之一。但制備納米材料過(guò)程中，所用的這些高聚物往往不能被大自然所降解，有些還具有毒性，大多數(shù)高聚物不溶于水，所以還需要采用一些容易揮發(fā)的有機(jī)溶劑來(lái)溶解，這些有機(jī)物在使用過(guò)程中有的會(huì)引起水源的污染，為了人類(lèi)的健康和社會(huì)的可持續(xù)性發(fā)展，需要采用可再生、無(wú)毒性的高分子物質(zhì)和采用無(wú)毒無(wú)害的溶劑代替揮發(fā)性有機(jī)化合物做溶劑，這就成為綠色化學(xué)的重要研究方向。金屬納米粒子的合成與保護(hù)有三個(gè)關(guān)鍵因素：反應(yīng)介質(zhì)、還原劑、保護(hù)劑，要實(shí)現(xiàn)納米粒子制備過(guò)程的綠色化，應(yīng)從這三方面的“綠色化”和“環(huán)保化”進(jìn)行改進(jìn)ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[29]。2.2實(shí)驗(yàn)所需試劑表2.1實(shí)驗(yàn)試劑試劑名稱(chēng)化學(xué)式來(lái)源氯金酸HAuCl4·3H2O國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司（中國(guó)上海）過(guò)氧化氫H2O2北京化學(xué)品公司（中國(guó)北京）大腸桿菌，金黃色葡萄球菌E.coli、S.aureus川翔生物技術(shù)有限公司（中國(guó)上海）標(biāo)準(zhǔn)菌株CBS-ZT吉林大學(xué)張作明教授免費(fèi)提供2,2’-連氮基-雙-(3-乙基苯并二氫噻唑啉-6-磺酸）ABTS阿拉丁化學(xué)股份有限公司（中國(guó)上海）結(jié)晶紫C25H31N3阿拉丁化學(xué)股份有限公司（中國(guó)上海）2.2.1實(shí)驗(yàn)所需儀器和表征熒光測(cè)量測(cè)定使用JASCOFP-6500分光光度計(jì)（JASCO國(guó)際有限公司、日本）。紫外/可見(jiàn)吸收光譜的測(cè)量使用JASCOV550紫外/可見(jiàn)分光光度計(jì)（JASCO國(guó)際股份有限公司，日本東京），配有一個(gè)半導(dǎo)體致冷器的溫度控制配件。掃描電鏡（SEM）圖像是在HitachiS-4800場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡上完成。掃描電鏡樣品通過(guò)沉積到硅晶片上的稀釋水分散體樣品制備。透射電鏡（TEM）圖像是在FEITECNAIG220透射電子顯微鏡上完成的，場(chǎng)發(fā)射電壓為200kV。在300WAlKα輻射的條件下，使用從VG科學(xué)獲取的ESCALab220iXL電子能譜儀進(jìn)行了X射線光電子能譜（XPS）的測(cè)量。2.2.2用CBS-ZT可控制備AuNPsAuNPs的生物合成使用了從長(zhǎng)白山獲得的一種嗜熱菌菌株CBS-ZT，屬于熱解纖維素桿菌屬（Caldicellulosiruptor）。經(jīng)過(guò)一天的孵育，濃度為200μM或者500μM的HAuCl4·3H2O被添加到細(xì)菌培養(yǎng)液中。培養(yǎng)12h，顏色分別變?yōu)闇\黃色（200μM）和黃色（500μM）。然而，500μM的HAuCl4·3H2O在細(xì)菌培養(yǎng)三天后添加，在75℃培養(yǎng)12h后，溶液顏色變?yōu)樯罴t色。細(xì)胞懸液的顏色從白色到淺黃色、黃色和紅色變化，證明了AuNPs的生成。在以前的報(bào)道中，知道微生物的細(xì)胞壁可以和貴金屬納米粒子前體相互作用，這在納米粒子的合成過(guò)程中起著主要的作用ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Duran</Author><Year>2011</Year><RecNum>429</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[288]</style></DisplayText><record><rec-number>429</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="efzepzpdeavwzpeed5wxd52qz5rfwtwv9zx2">429</key></foreign-keys><ref-typename="Book">6</ref-type><contributors><authors><author>MahendraRailNelsonDuran</author></authors><secondary-authors><author>MahendraRailNelsonDuran</author></secondary-authors></contributors><titles><title>MetalNanoparticlesinMicrobiology</title><secondary-title>MetalNanoparticlesinMicrobiology</secondary-title></titles><pages>305</pages><section>53</section><dates><year>2011</year></dates><pub-location>BerlinHeidelberg</pub-location><publisher>Springer</publisher><call-num>20</call-num><urls></urls></record></Cite></EndNote>[31]。另外，通過(guò)使用氫、乳酸或醋酸作為電子供體，超嗜熱細(xì)菌有可能從溶液中還原出金元素ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Kashefi</Author><Year>2001</Year><RecNum>431</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[289]</style></DisplayText><record><rec-number>431</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="efzepzpdeavwzpeed5wxd52qz5rfwtwv9zx2">431</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Kashefi,Kazem</author><author>Tor,JasonM.</author><author>Nevin,KellyP.</author><author>Lovley,DerekR.</author></authors></contributors><titles><title>ReductivePrecipitationofGoldbyDissimilatoryFe(III)-ReducingBacteriaandArchaea</title><secondary-title>AppliedandEnvironmentalMicrobiology</secondary-title></titles><periodical><full-title>AppliedandEnvironmentalMicrobiology</full-title></periodical><pages>3275-3279</pages><volume>67</volume><number>7</number><dates><year>2001</year><pub-dates><date>01/08/received 04/08/accepted</date></pub-dates></dates><publisher>AmericanSocietyforMicrobiology</publisher><isbn>0099-2240 1098-5336</isbn><accession-num>PMC93011</accession-num><call-num>21</call-num><urls><related-urls><url>/pmc/articles/PMC93011/</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>10.1128/AEM.67.7.3275-3279.2001</electronic-resource-num><remote-database-name>PMC</remote-database-name></record></Cite></EndNote>[32]。因此，在本次仿生合成報(bào)告中，我們使用嗜熱產(chǎn)氫菌菌株CBS-ZT可控合成了一系列AuNPs，如圖3-4所示。通過(guò)調(diào)節(jié)金離子的摩爾濃度以及添加時(shí)間，溶液顏色分別從白色漸變?yōu)闇\黃色、黃色和紅色，該顏色指示了所合成AuNPs的尺寸大小ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Dong</Author><Year>2011</Year><RecNum>428</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[290]</style></DisplayText><record><rec-number>428</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="efzepzpdeavwzpeed5wxd52qz5rfwtwv9zx2">428</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Dong,Wenjie</author><author>Li,Yongsheng</author><author>Niu,Dechao</author><author>Ma,Zhi</author><author>Gu,Jinlou</author><author>Chen,Yi</author><author>Zhao,Wenru</author><author>Liu,Xiaohang</author><author>Liu,Changsheng</author><author>Shi,Jianlin</author></authors></contributors><titles><title>FacileSynthesisofMonodisperseSuperparamagneticFe3O4Core@hybrid@AuShellNanocompositeforBimodalImagingandPhotothermalTherapy</title><secondary-title>AdvancedMaterials</secondary-title></titles><periodical><full-title>AdvancedMaterials</full-title></periodical><pages>5392-5397</pages><volume>23</volume><number>45</number><keywords><keyword>goldnanoshells</keyword><keyword>superparamagneticmaterials</keyword><keyword>photothermaltherapy</keyword><keyword>magneticresonanceimaging</keyword></keywords><dates><year>2011</year></dates><publisher>WILEY-VCHVerlag</publisher><isbn>1521-4095</isbn><call-num>22</call-num><urls><related-urls><url>/10.1002/adma.201103521</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>10.1002/adma.201103521</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[33]（圖2-1）。圖2-1照片顯示得到懸浮液的顏色變化，說(shuō)明B-AuNPs納米復(fù)合材料的形成我們用透射電子顯微鏡（TEM）對(duì)AuNPs進(jìn)行鑒定和尺寸分析。透射電鏡圖像顯示，AuNPs在細(xì)菌的細(xì)胞壁上能夠很好的分散（圖2-2）。圖2-2在不同的放大倍數(shù)下，B-AuNPs-small（a1,a2）和B-AuNPs-moderate（b1,b2）的TEM成像圖，表明納米粒子均勻分散在細(xì)菌表面粒徑分布表明，我們合成了兩種類(lèi)型的B-AuNPs，分別命名為B-AuNPs-small,B-AuNPs-moderate，并且它們的平均尺寸分別是1.03nm、2.43nm,（圖2-3）。圖2-3B-AuNPs-small和B-AuNPs-moderate的尺寸分布高分辨率的透射電子顯微鏡（HRTEM）圖像顯示，B-AuNPs的晶格大小為0.235nm，與金的111晶面一致（圖2-4）。圖2-4不同放大倍數(shù)下B-AuNPs-big的TEM圖像。插入：對(duì)單個(gè)的金納米粒子的高分辨圖像X射線衍射光譜（XPS）分析證明，在83.7eV和87.5eV上分別清楚地觀察到了金的4f峰ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Wang</Author><Year>2011</Year><RecNum>448</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[276]</style></DisplayText><record><rec-number>448</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="efzepzpdeavwzpeed5wxd52qz5rfwtwv9zx2">448</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Wang,Xian-Xiang</author><author>Wu,Qi</author><author>Shan,Zhi</author><author>Huang,Qian-Ming</author></authors></contributors><titles><title>BSA-stabilizedAuclustersasperoxidasemimeticsforuseinxanthinedetection</title><secondary-title>BiosensorsandBioelectronics</secondary-title></titles><periodical><full-title>BiosensorsandBioelectronics</full-title></periodical><pages>3614-3619</pages><volume>26</volume><number>8</number><keywords><keyword>Auclusters</keyword><keyword>Xanthine</keyword><keyword>Peroxidase</keyword><keyword>Detection</keyword></keywords><dates><year>2011</year><pub-dates><date>4/15/</date></pub-dates></dates><isbn>0956-5663</isbn><call-num>10</call-num><urls><related-urls><url>/science/article/pii/S095656631100100X</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>/10.1016/j.bios.2011.02.014</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[22](圖2-5），驗(yàn)證了B-AuNPs的成功。此外，在這三份樣品中，X射線衍射圖譜（XRD）進(jìn)一步驗(yàn)證了AuNPs的組成（圖2-6）。根據(jù)電感耦合等離子體發(fā)射光譜（ICP-MS）的結(jié)果，B-AuNPs中金的含量分別約為0.033g/g、0.045g/g圖2-5（a）B-AuNPs-small，（b）B-AuNPs-moderate和（c）B-AuNPs-big的XPS分析圖譜。圖2-6B-AuNPs的廣角粉末XRD圖譜。廣角X射線衍射圖可以分為五個(gè)峰，分別為晶體Au0的（111），（200），（220），（311）和（222）面心立方反射峰。2.3B-AuNPs的穩(wěn)定性眾所周知，模擬酶在生物醫(yī)學(xué)上的適用性程度依賴(lài)于它們的穩(wěn)定性和在生理pH值溶液中的催化活性ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Tao</Author><Year>2013</Year><RecNum>445</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[275]</style></DisplayText><record><rec-number>445</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="efzepzpdeavwzpeed5wxd52qz5rfwtwv9zx2">445</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Tao,Yu</author><author>Lin,Youhui</author><author>Huang,Zhenzhen</author><author>Ren,Jinsong</author><author>Qu,Xiaogang</author></authors></contributors><titles><title>CancerTreatment:IncorporatingGrapheneOxideandGoldNanoclusters:ASynergisticCatalystwithSurprisinglyHighPeroxidase-LikeActivityOveraBroadpHRangeanditsApplicationforCancerCellDetection(Adv.Mater.18/2013)</title><secondary-title>AdvancedMaterials</secondary-title></titles><periodical><full-title>AdvancedMaterials</full-title></periodical><pages>2510-2510</pages><volume>25</volume><number>18</number><keywords><keyword>catalyst</keyword><keyword>enzymemimetic</keyword><keyword>goldnanoclusters</keyword><keyword>grapheneoxide</keyword><keyword>broadpHranges</keyword><keyword>cancercelldetection</keyword></keywords><dates><year>2013</year></dates><publisher>WILEY-VCHVerlag</publisher><isbn>1521-4095</isbn><call-num>9</call-num><urls><related-urls><url>/10.1002/adma.201370115</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>10.1002/adma.201370115</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[22]。上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果已經(jīng)證明，B-AuNPs-small在廣泛pH內(nèi)有很高的催化活性。納米粒子的穩(wěn)定性對(duì)于其維持活性具有極其重要的作用，一旦納米粒子發(fā)生聚集，其催化活性要受到明顯的影響，在很大程度上降低酶活性。因此，探討了在惡劣條件下，B-AuNPs的穩(wěn)定性。分別在強(qiáng)酸性或高濃度鹽溶液介質(zhì)這樣的惡劣條件下存儲(chǔ)12h后，通過(guò)TEM成像分析B-AuNPs的狀態(tài)。從圖2-7，2-8中可以看到，在高鹽或強(qiáng)酸溶液中，AuNPs能夠保持它們的大小穩(wěn)定性及其分散性，這可能是由于細(xì)菌的存在阻礙了AuNPs之間的相互作用，使得AuNPs的聚沉被抑制。圖2-7在鹽溶液中的穩(wěn)定性分析。A：（1）B-AuNPs在0MNaCl；（2）B-AuNPs在0.1MNaCl；（3）B-AuNPs在0.5MNaCl。（4）B-AuNPs在1MNaCl中存儲(chǔ)12h。B：B-AuNPs-small在1MNaCl中孵育后的TEM成像。C：B-AuNPs-small在1MNaCl中孵育后的尺寸分布。圖2-8在強(qiáng)酸溶液中的穩(wěn)定性分析。A：（1）B-AuNPs在0MHCl；（2）B-AuNPs在0.1MHCl；（3）B-AuNPs在0.5MHCl；（4）B-AuNPs在1MHCl中存儲(chǔ)12h。B：B-AuNPs-small在1MHCl中孵育后的TEM成像。C：B-AuNPs-small在1MHCl中孵育后的尺寸分布。

第三章金納米粒子活性測(cè)定及抗菌性能研究最近，如鐵磁性納米顆粒（Fe3O4）、V2O5、AuNPsADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Tao</Author><Year>2013</Year><RecNum>445</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[275]</style></DisplayText><record><rec-number>445</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="efzepzpdeavwzpeed5wxd52qz5rfwtwv9zx2">445</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Tao,Yu</author><author>Lin,Youhui</author><author>Huang,Zhenzhen</author><author>Ren,Jinsong</author><author>Qu,Xiaogang</author></authors></contributors><titles><title>CancerTreatment:IncorporatingGrapheneOxideandGoldNanoclusters:ASynergisticCatalystwithSurprisinglyHighPeroxidase-LikeActivityOveraBroadpHRangeanditsApplicationforCancerCellDetection(Adv.Mater.18/2013)</title><secondary-title>AdvancedMaterials</secondary-title></titles><periodical><full-title>AdvancedMaterials</full-title></periodical><pages>2510-2510</pages><volume>25</volume><number>18</number><keywords><keyword>catalyst</keyword><keyword>enzymemimetic</keyword><keyword>goldnanoclusters</keyword><keyword>grapheneoxide</keyword><keyword>broadpHranges</keyword><keyword>cancercelldetection</keyword></keywords><dates><year>2013</year></dates><publisher>WILEY-VCHVerlag</publisher><isbn>1521-4095</isbn><call-num>9</call-num><urls><related-urls><url>/10.1002/adma.201370115</url></related-urls></urls><electronic-resource-num>10.1002/adma.201370115</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[22]和石墨烯量子點(diǎn)等人工模擬酶在抗菌應(yīng)用方面受到了廣泛的關(guān)注。H2O2，作為醫(yī)療試劑，已被廣泛應(yīng)用于細(xì)菌感染的治療與防止。然而，H2O2的抗菌活性是低于ROS的，導(dǎo)致用來(lái)消毒的H2O2濃度較高，高濃度的H2O2對(duì)正常的人體組織是有害的。因此，在防止細(xì)菌感染的治療應(yīng)用中，提高H2O2的抗菌活性并且降低用于殺菌的有效濃度是目前的需求。在H2O2存在的情況下，F(xiàn)e3O4的類(lèi)過(guò)氧化物酶活性可以氧化裂解細(xì)菌生物被膜中的組成成分。然而，在體內(nèi)Fe3O4和V2O5被認(rèn)為是有毒的和不適當(dāng)?shù)?，除非通過(guò)精心設(shè)計(jì)，而達(dá)到表面功能化。此外，這些類(lèi)過(guò)氧化物酶在中性條件下表現(xiàn)出較弱的酶活性，導(dǎo)致它們的抗菌效果相對(duì)較低。由于我們發(fā)現(xiàn)了ROS有著優(yōu)良的抗菌能力，并且B-AuNPs在中性條件下可以將H2O2轉(zhuǎn)化生成?OH和O2?，因此，基于B-AuNPs的高過(guò)氧化物酶活性抗菌系統(tǒng)被設(shè)計(jì)了出來(lái)。本章主要通過(guò)測(cè)定B-AuNPs的過(guò)氧化物酶活性及活性氧種類(lèi)，探討B(tài)-AuNPs的抗菌性能及機(jī)理。3.1B-AuNPs的過(guò)氧化物酶活性和動(dòng)力學(xué)研究通過(guò)監(jiān)測(cè)在417nm的吸光度變化，進(jìn)行動(dòng)力學(xué)測(cè)量。以2.5mMABTS作為底物，在500μL磷酸鹽緩沖液中反應(yīng)（25mMNa2HPO4，pH4.0，37oC），使用5μg/mL的B-AuNPs（金的含量）進(jìn)行試驗(yàn)。離心去除B-AuNPs，以防止B-AuNPs吸光度對(duì)比色反應(yīng)產(chǎn)生影響。使用萊恩威弗伯克方程1/v=(Km/Vmax)/C+1/Vmax來(lái)計(jì)算米氏常數(shù)，v是初始速度，Vmax是它的最大反應(yīng)速度，C是底物濃度ADDINEN.CITEADDINEN.CITE.DATA[28,30]。由于催化活性受納米粒子尺寸的影響很大ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Lin</Author><Year>2013</Year><RecNum>433</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[278]</style></DisplayText><record><rec-number>433</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="efzepzpdeavwzpeed5wxd52qz5rfwtwv9zx2">433</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Lin,Youhui</author><author>Li,Zhenhua</author><author>Chen,Zhaowei</author><author>Ren,Jinsong</author><author>Qu,Xiaogang</author></authors></contributors><titles><title>Mesoporoussilica-encapsulatedgoldnanoparticlesasartificialenzymesforself-activatedcascadecatalysis</title><secondary-title>Biom