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《浙江大学》 2004年
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载铜硅酸盐纳米微粒的表征及其对肉鸡应用效果的机理研究

马玉龙  
【摘要】:饲用抗生素的大量使用及环境污染的日益加重,最突出的问题之一是各种病原耐药菌的产生。这些耐药菌已对人的身体健康、生存环境造成了危害,甚至还威胁到整个人类的生命安全。为了减少抗生素的使用,消除耐药菌所带来的危害,研制和开发新的无公害的抗生素替代品已迫在眉睫。 本课题以硅酸盐和硫酸铜为主要原料,应用纳米科技,构建出载铜硅酸盐纳米微粒(CSN)。通过对CSN结构与性质表征,体外抑菌和抗粘附试验、细胞培养、饲养试验等,比较研究CSN的特性及其在肉鸡上使用效果的机理。结果表明:CSN的粒径在100nm以内,它的比表面积和孔体积要大大高于载铜硅酸盐微米粉体(CSP),提示物质经纳米粒径化后,其物理吸附能力要大幅度增强。CSN所载铜主要是以水合或复合阳离子的形式,以离子交换的方式进入硅酸盐晶格层间,还有少量铜以化学吸附的形式进入Si-O四面体和Al-O八面体的微孔中。与非载铜的硅酸盐纳米微粒(LSN)相比,CSN的外比表面积、孔体积和孔径增大,而总比表面积、微孔比表面积、微孔体积则减小。总比表面积的下降暗示所载铜可降低硅酸盐的物理吸附能力。另外,CSN的总电荷密度、层间电荷、端面电荷和Zeta电位的绝对值均低于LSN,说明所载铜可降低硅酸盐所带负电荷的密度,这有助于CSN与细菌间的静电吸附作用。 硅酸盐经纳米粒径化后,无论载铜与否,其吸附亚甲基蓝的能力均得到大幅度增加。然而,与LSN相比,CSN的吸附能力略有下降;温度、介质pH值和离子强度对LSN和CSN吸附性能均有不同程度的影响;载铜前后硅酸盐纳米微粒吸附亚甲基蓝的行为不符合Freundlich等温式,但可用Langmuir或BET等温方程来描述,其吸附过程均为热力学自发过程。 体外抑菌试验结果表明,CSN对大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌和金黄色葡萄球菌均有较强的杀灭作用,而且抑菌活性要大大高于CSP,但未发现LSN有抗菌作用。CSN的抗菌机理是基于纳米硅酸盐的吸附性能和Cu~(2+)的杀菌活性,更重要的是,CSN还能使细菌细胞壁破裂,细菌内容物外泄而死亡。 以肉鸡肠粘液糖蛋白为试验模型,发现CSN对病原菌粘附糖蛋白的阻断作用要明显大于其对益生菌的阻断效果,其中对禽大肠杆菌078、大肠杆菌ATCC25922、鸡白痢沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏菌粘附的阻断率为63.37%~78.67%,而 中文摘要 博士学位论文 对两歧双歧杆菌、嗜酸乳杆菌粘附的阻断率为22.60%一40.65%。此外,随着肠段 的后移,CSN对两歧双歧杆菌、嗜酸乳杆菌、鸡白痢沙门氏菌和鼠伤寒沙门氏 菌粘附的阻断作用呈下降趋势。 以1日龄AA商品代混合雏鸡为试验动物,饲喂含1一2叭9 csN的玉米一豆 粕型日粮42天,发现CSN具有明显促生长和改善饲料利用效率的作用。进一步 研究得知,CSN可使小肠和盲肠大肠杆菌、沙门氏菌和产气英膜梭菌数减少, 但总需氧菌、总厌氧菌、乳酸杆菌、双歧杆菌数未发生明显变化。CSN能有效 抑制肠道p一葡萄糖普酶、p一葡萄糖营酸酶的活性,提高肠道丙酸和乳酸浓度, 降低异丁酸浓度。CsN能改善小肠绒毛高度和绒毛密度,提高小肠粘膜麦芽糖 酶、氨基肤酶N和碱性磷酸酶的活性,使饲料干物质、粗蛋白、粗脂肪等养分 的表观消化率得以提高。上述结果提示:CSN通过抑制肠道病原菌的增殖,降 低细菌酶的活性,改善肠道内环境和粘膜形态结构,以益于消化酶的分泌和饲料 养分的消化,从而提高肉鸡的生长性能。 以鸡肠上皮细胞(IEC)原代培养为实验模型,经低浓度胶原酶和中性蛋白酶 联合消化,在含5%胎牛血清的DMEM培养基中,39℃,5%COZ下培养,CSN 能促进IEC的生长与增殖,提高细胞微绒毛碱性磷酸酶活性,促进损伤后细胞 的迁移。提示CSN改善肠粘膜的另一机理是促进了损伤肠粘膜的快速更新和修 复。 综上所述,CSN具有抗生素的作用,能有效抑制肠道病原菌的生长与繁殖。 同时,CsN还能阻断细菌与肠粘液糖蛋白的粘附,保护肠粘膜免受病原菌及其 代谢毒素的侵袭,并促进己损伤肠粘膜快速修复。这样使肠粘膜始终处于健康 状态,有助于饲料养分的消化与吸收。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:S816.73

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【引证文献】
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7 李晓鲁;彭毅志;袁志强;太光平;陈渝;;含人HSP72重组腺病毒制备及其在肠上皮细胞中的表达[A];全国烧伤创面处理、感染专题研讨会论文汇编[C];2004年
8 陈军;肖光夏;;烧伤血清对培养大鼠肠上皮细胞间黏附连接的影响[A];第五届全国烧伤救治专题研讨会烧伤后脏器损害的临床救治论文汇编[C];2007年
9 陈华;刘亚千;李春海;黄丽杰;;大鼠失血性休克所致肠道菌移位的超微形态观察[A];第二届全国扫描电子显微学会议论文集[C];2001年
10 陈军;肖光夏;吴泽志;秦健;;烧伤血清刺激对大鼠肠上皮细胞粘弹性影响的初步研究[A];中华医学会第六届全国烧伤外科学术会议论文汇编[C];2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 麦迪信;COX-2有助于维持肠粘膜完整性[N];医药经济报;2002年
2 记者 耿建萍;我省研制成功KDSP聚酸盐高性能减水剂[N];山西经济日报;2007年
3 韩咏霞;治疗骨质疏松症新药——阿伦磷酸盐[N];大众卫生报;2004年
4 申华;湿法磷酸净化取得突破[N];中国矿业报;2004年
5 陆志城;碳酸镧咀嚼片[N];医药经济报;2005年
6 赵子华;美高氯酸盐限量标准过宽惹争议[N];中国乡镇企业报;2005年
7 ;高温期饲料的贮存[N];瓜果蔬菜报.农业信息周刊;2005年
8 席向荣;霍市筑牢又好又快发展根基[N];通辽日报;2007年
9 练亚平;猪尿酸盐沉积症的防与治[N];江苏农业科技报;2002年
10 陈兴梅;咳嗽引起的肠炎[N];科技日报;2000年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 马玉龙;载铜硅酸盐纳米微粒的表征及其对肉鸡应用效果的机理研究[D];浙江大学;2004年
2 刘海燕;过渡金属与柔性含氮多齿配体修饰的多钼酸盐杂化材料的合成与性质研究[D];东北师范大学;2011年
3 郭彤;载铜硅酸盐纳米微粒对断奶仔猪肠道病原菌吸附、杀菌机理的研究[D];浙江大学;2004年
4 王莉;锶与钡的纳米铝酸盐和碳酸盐的结构控制合成及其性质[D];清华大学;2004年
5 赵云;胰高血糖素样多肽-2的重组表达及其对肠道保护作用机制的实验研究[D];第三军医大学;2006年
6 杨永涛;Numb分子在肠粘膜屏障形成中的作用及其机制研究[D];第三军医大学;2012年
7 彭小芹;合成水化硅酸盐纳米粉体胶凝材料研究[D];重庆大学;2004年
8 白爱平;益生菌抑制炎症性肠病肠道炎症反应的研究[D];四川大学;2004年
9 付凯飞;中子及γ射线对肠免疫组织放射损伤效应及IL-2对肠上皮再生调控研究[D];中国人民解放军军事医学科学院;2006年
10 黄颖;双歧杆菌BB12治疗炎症性肠病及其作用机制研究[D];吉林大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 袁芳芳;热打击致肠上皮细胞损伤机制的中西医研究[D];广州中医药大学;2012年
2 李志国;电解法制备过二硫酸盐的工艺研究[D];西安建筑科技大学;2004年
3 林海;吡那地尔对严重烧伤大鼠肠上皮细胞线粒体功能的保护作用[D];第三军医大学;2004年
4 王国丽;肿瘤坏死因子-α对肠上皮细胞通透性的影响及机制研究[D];中南大学;2010年
5 周新涛;粉煤灰质磷酸盐泡沫陶瓷制备工艺研究[D];昆明理工大学;2004年
6 高玉梅;高铁酸盐的稳定性研究[D];郑州大学;2004年
7 刘行;HIF-1α在IFN-γ及TNF-α协同引起肠上皮屏障功能损害中的作用[D];第三军医大学;2011年
8 王侃;乳酸杆菌对细胞肿瘤坏死因子-α分泌的影响[D];浙江大学;2007年
9 张洪建;改型ABR反应器处理富含硫酸盐有机废水技术研究[D];山东科技大学;2003年
10 蒋荣川;胰高血糖素样肽-2对28日龄断奶仔猪肠上皮细胞完整性及其增殖的影响[D];四川农业大学;2008年
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