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纳米氧化锌的抗菌性能
2022-02-16 18:29
在众多纳米材料抗菌剂中，纳米氧化锌对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门氏菌等致病菌有较强的抑制或杀灭作用，纳米氧化锌作为一种新型锌源，不仅具有选择性毒性和良好的生物相容性，还具有生物活性高、免疫调节能力强、吸收率高等特点。因此，纳米氧化锌的应用越来越广泛。今天，让我们跟随小编学习纳米氧化锌的抗菌性能。
当粒径减小到纳米级（20-30nm）时，纳米颗粒具有较高的表面活性和较大的比表面积，从而增加了与细菌的接触和反应面积。因此，纳米氧化锌对细菌的毒性表现出一定的粒径依赖性。研究人员研究了六种不同粒径的氧化锌颗粒对金黄色葡萄球菌生长的抑制作用，当纳米氧化锌的粒径大于100nm（浓度为6mmol.L-1）时，对金黄色葡萄球菌没有明显的生长抑制作用，但当粒径小于30nm时，它不仅抑制金黄色葡萄球菌的生长，而且对其具有致死作用。让我们来看看纳米氧化锌的抗菌机理。
1. 游离Zn2+的释放：
金属离子Zn2+的代谢平衡对细菌的生存非常重要。研究表明，纳米氧化锌在水介质中持续缓慢地释放Zn2+，Zn2+可以通过细胞膜进入细胞，在破坏细胞膜的同时，与蛋白质上的某些基团发生反应，破坏细胞结构和生理活性，进入细菌，破坏电子传递系统的酶，与-SH反应达到杀菌的目的，杀死细菌后，Zn2+可以从细胞中分离出来，重复上述过程。
2. 纳米颗粒与细胞表面的相互作用：
金属氧化物的抗菌性能，也可以归因于纳米颗粒与细菌表面的相互作用，从而导致细菌表面损伤。研究人员研究了纳米氧化锌对大肠杆菌生长的影响。结果表明，当pH值为7时，纳米氧化锌的电位为+24mv。当脂多糖水解在大肠杆菌表面产生大量酰胺时，生物膜带负电，带相反电荷的纳米氧化锌之间产生静电吸引，导致两者紧密结合，造成细胞表面损伤，导致生物膜破裂，导致细菌死亡。当纳米氧化锌颗粒与空肠弯曲菌相互作用时，纳米颗粒还可导致细菌形态的改变和内容物的泄漏，并诱导生物体内氧化应激基因表达的增加。上述研究表明，纳米氧化锌的抗菌性能与颗粒与细菌表面的相互作用密切相关。
3. 活性氧自由基的产生：
细胞中的金属氧化物颗粒（如过氧化氢、羟基自由基、氧阴离子和过氧化氢）产生的活性氧也是一种重要的毒性机制。纳米颗粒诱导的活性氧被广泛认为是一种常见的颗粒诱导效应。ROS诱导的细胞膜损伤、细菌溶解或促进纳米颗粒在细菌中的聚集等一系列生物反应，导致细菌死亡。纳米氧化锌颗粒具有光催化作用。在可见光或紫外光的照射下，它们会产生光学毒性并杀死细菌。
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