氧化锌纳米颗粒的制备及其抗菌效果评价

摘要

在本研究中，采用沉淀法合成了氧化锌纳米颗粒。对合成颗粒的抗菌效果进行了耐多重耐甲氧西林金 黄色葡萄球菌 （MRSA） 和 铜绿假单胞 菌菌株的抗菌效果测试。

摘要

由于医院内细菌感染对抗生素的固有耐药性，因此变得越来越具有挑战性。医院中出现多重耐药菌株归因于抗生素的广泛和多样化使用，进一步加剧了抗生素耐药性问题。金属纳米材料作为根除抗生素耐药细菌细胞的替代解决方案已被广泛研究。金属纳米颗粒通过各种机制攻击细菌细胞，例如释放抗菌离子、产生活性氧或物理破坏，细菌无法对这些机制产生耐药性。在积极研究的抗菌金属纳米颗粒中，获得 FDA 批准的氧化锌纳米颗粒以其生物相容性和抗菌特性而闻名。在这项研究中，我们专注于成功开发一种合成氧化锌纳米颗粒的沉淀方法，分析这些纳米颗粒的性质，并进行抗菌测试。使用透射电子显微镜 （TEM） 、动态光散射 （DLS） 、紫外/可见光谱和 X 射线衍射 （XRD） 对氧化锌纳米颗粒进行表征。使用肉汤微量稀释试验对耐甲氧西林金 黄色葡萄球菌 （MRSA） 和 铜绿假单胞菌的多重耐药菌株进行抗菌试验。这项研究证明了氧化锌纳米颗粒在抑制抗生素耐药细菌增殖方面的潜力。

引言

耐多药 （MDR） 细菌感染对人类健康构成重大的全球威胁¹。由于这些感染对患有潜在疾病的患者可能是致命的，因此积极的研究正在尝试解决这个问题²。细菌已经进化到可以逃避各种药物的作用。青霉素是一种β-内酰胺类抗生素，广为人知，并被认为可以挽救全球数百万人的生命³。然而，细菌已经进化到通过各种机制（如外排泵、转肽酶改变或渗透性降低）来中和药物的疗效⁴。此外，细菌细胞可以将这些耐药基因传递给下一代，从而提高下一代的存活率并加强耐药菌株的问题⁵。

抗生素耐药细菌的增加导致了 MDR 细菌的出现，这些细菌通常对多种抗生素表现出耐药性。MDR 菌株最常见于医院环境中，在那里，多种细菌菌株暴露于医院环境中，因此对不同的抗生素产生耐药性⁶。金黄色葡萄球菌，尤其是耐甲氧西林金黄色葡萄球菌 （MRSA），是一种革兰氏阳性共生细菌，在大约 30% 的人类皮肤上形成簇状 ^7,8。MRSA 于 196....

研究方案

本研究中使用的试剂和设备列在 材料表中。

1. 氧化锌纳米颗粒的制备

1. 量取 200 mL 无水乙醇，倒入玻璃圆底烧瓶中。
2. 将圆底烧瓶放在加热套上，并保持在 25-40 °C 的搅拌。
3. 在 50 mL 样品瓶中量取 500 mg CTAB，并将其添加到烧瓶中的乙醇中。搅拌至 CTAB 完全溶解。
4. 在溶液中加入 1.4 g 乙酸锌并搅拌直至完全溶解。
5. 通过将加热套温度设置为 70 °C 来提高溶液的温度。
6. 向混合物中加入 25 mL 的 0.5 M NaOH 溶液，并让它反应 1 小时，直到透明溶液变成白色。
7. 将溶液分装到 50 mL 锥形管中，在室温下以 15000 × g 离心 15 分钟，然后弃去上清液。
8. 向其中一个锥形管中加入 10 mL 蒸馏水，并通过对溶液进行超声处理来重悬纳米颗粒。将悬浮溶液转移到含有 ZnO 沉淀的不同锥形管中，然后重复，直到所有 ZnO 溶液都收集在一个锥形管中。
9. 通过在 15000 × g 离心 15 分钟（室温）洗涤纳米颗粒，去除上清液，并重悬于蒸馏水中。使用 pH 试纸检查上清液的 pH 值，然....

讨论

通过沉淀合成 ZnO NPs 相对简单明了。要使用这种方法成功合成 ZnO NPs，搅拌对于确保前驱体（乙酸锌）完全溶解在溶剂中至关重要。此外，提高温度有助于诱导成功的双置换反应。在 ZnO NPs 的合成中，决定大小和形状的因素很多，包括沉淀剂、沉淀剂的浓度和表面活性剂。使用 NaOH 以外的沉淀剂会改变颗粒形状。正如 Gharpure 等人报道^的那样25，当?.......

材料

Name	Company	Catalog Number	Comments
DLS	Zetasizer Pro
Ethyl alcohol, absolute	DAEJUNG	4023-2304
Microplate reader	BioTeck
Sodium Hydroxide	Sigma-Aldrich	221465
TEM	JEOL JEM-F200
TSA	DB difco	236950
TSB	DB difco	211825
XRD	NEW D8-Advance
Zinc acetate	Sigma-Aldrich	383317