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致病菌对人类健康的威胁一直存在,尤其在如今越发复杂的生活环境中,致病菌的问题越发突出。近年来,为了抑制并杀死致病菌,许多研究者提出了多种建议:(1)开发出新的抗菌药物;(2)联合用药,即将多种抗菌药物或者抗菌剂联合使用,增强抗菌性能;(3)开发出新的药物载体,因为研究发现抗生素对致病菌及耐药细菌药效低下的原因在于抗生素不能集中给药,药物分散,导致细胞内药物浓度低,从而只能杀死有限的细菌,如果能开发新的药物载体,使抗生素集中给药,就能有效杀死耐药细菌。在近几十年的研究中,对于新药的开发和联合用药,一是新药产出率低,二是对细菌联合用药一直处于争议之中。所以,通过利用抗纳米技术开发新型的抗菌药物以及药物载体是对抗致病菌的有效方法。本研究分为以下三章:第一章:绪论,主要介绍了细菌生物学知识以及细菌的耐药性,当前抗菌剂的分类和抗菌原理机制。最后重点介绍了纳米材料及进展和纳米材料在抗菌方面的应用和评价抗菌的几种方法。第二章:合成了采用了双氨基化的聚乙二醇(PEG)诱导纳米银负载在氧化石墨烯上,并通过这种方法进一步制备了一系列不同粒径的纳米银(10、30、50、80 nm)负载在功能化氧化石墨烯片上,后续研究了不同粒径的纳米银对于抑制大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)的尺寸效应,即纳米的尺寸变化会对抗菌效果产生何种影响。通过最小抑菌浓度、细菌细胞膜完整性分析和扫描电镜观察超薄切片等试验研究了GO@PEG@AgNPs对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性能。因为GO@PEG和AgNPs两种纳米间存在协同作用,我们发现GO@PEG@AgNPs复合纳米展现出比单独的纳米银更强的抗菌能力,并且这一系列不同粒径的纳米银展现出了尺寸效应,纳米银的抗菌效果会随着纳米银粒径的增大而变弱,其中GO@PEG@AgNPs(10 nm)的抗菌能力明显强于其他组。我们相信,这些发现有助于以氧化石墨烯为基底的抗菌材料在应用方面的巨大的潜力。第三章:耐药细菌在对抗生素产生抗性的同时对人们的身体健康构成巨大威胁。通过合成新抗生素药物载体是改变这一状况的方法。我们合成一种负载氨苄霉素的复合纳米载体(MSN@FA@CaP@FA),因为叶酸的靶向性可使纳米靶向到细菌的DNA,然后在细胞内的酸性环境中磷酸钙层(CaP)发生化学解离使塞在孔里面的氨苄霉素释放出来并扩散进入细胞质中。随着氨苄青霉素释放,细胞内的抗生素浓度大大增加,从而发生了抗生素从内而外的抗菌行为。首先氨苄霉素破坏了细胞质的组成,使细菌蛋白含量降低,然后作用于细胞膜使细胞膜发生破裂,从而使细菌死亡。抗菌实验的结果表明,该负载了氨苄霉素的纳米复合材料不仅比单独氨苄霉素抗菌效果更好,并且没有产生耐药性。而且,在破坏细菌蛋白过程中还有协同作用,增强了氨苄青素的抗菌活性。通过小鼠的实验发现,Amp-MSN@FA@CaP@FA可以大大提高存活率并用大肠杆菌感染的小鼠的存活时间。在伤口实验中,Amp-MSN@FA@CaP@FA做成一个创可贴不仅有效地杀死细菌,加速与金黄色葡萄球菌感染的小鼠的伤口愈合。综上所述,具有pH响应机制的载药功能化介孔二氧化硅纳米在作为抗菌材料和医用抗菌方面具有巨大的潜力。