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两种纳米体系的构建与抑菌性能初探

黄璐  
【摘要】: 本论文以壳聚糖为基础,制备了两种壳聚糖衍生复合物—油酰季铵盐壳聚糖(QCS)和油酸壳寡糖(OA-OCS),研究了两种复合物在水溶液中的自组装行为并对纳米球性质进行了检测,以革兰氏阴性大肠杆菌(Escherichia coli)和革兰氏阳性金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)为实验菌种,对两种壳聚糖衍生物纳米体系的抑菌性能进行了测定。 将壳聚糖进行酸降解得到分子量为52kDa,脱乙酰度为87.45%的小分子量壳聚糖。然后将其进行修饰制备得到不同取代度的油酰季铵盐壳聚糖。FTIR检测证实了修饰的成功。同时水溶性实验证明,油酰季铵盐壳聚糖具有良好的溶解性且随pH的变化溶解性变化不大。通过乳化均质法制备QCS纳米球,利用荧光探针检测了纳米球自聚集性质,发现QCS纳米球的临界聚集浓度(CAC)随着取代度的增加而降低,三种不同取代度样品的CAC值分别是0.0616mg/ml、0.0436mg/ml和0.0323mg/ml。利用动态激光散射和透射电子显微镜技术对纳米球的形态进行表征,所制备的纳米球呈圆形,形态完整。纳米球的大小随取代度增加而减小,因为其在高取代度溶液中能够形成更加紧密的疏水内核。三种取代度的平均粒径分别是303nm,264nm和205nm。实验结果证明所制备得到的QCS纳米球的稳定性较好。 采用乙酰丙酮法测得壳寡糖样品的分子量为3.7kDa。利用碳二亚胺(EDC)作为交联剂,将长链油酸(oleic acid, OA)与壳寡糖(chitosan oligosaccharide, OCS)共价结合得到油酸壳寡糖复合物,改变油酸与壳寡糖的反应摩尔比制成三种不同取代度的样品。利用红外光谱检测对复合物进行结构确证,利用电位滴定法测定了复合物的氨基取代度,分别为6.0%、11.1%和21.3%。该复合物具有两亲性,在水性介质中自发形成以疏水链为内核、亲水链为外壳的纳米球。通过超声破碎法制备OA-OCS纳米球溶液,芘荧光法测定了复合物的临界聚集浓度,三个不同取代度样品CAC值分别是0.056mg/ml、0.038mg/ml和0.028mg/ml。用动态激光散射和透射电镜技术检测OA-OCS纳米球的成球性质。实验结果显示纳米球分布均匀,表面光滑呈圆形,当纳米球的浓度为1mg/ml时,数均粒径小于l00nm,且随着氨基取代度的增大而减小。 抑菌实验研究了两种纳米体系对E.coli和S.ureus生长的抑制作用。采用普通的浊度法进行测定。QCS纳米体系和OA-OCS纳米体系对E.coli和S.aureus的生长均具有抑制作用。而QCS纳米球中由于季铵盐的存在,其抑菌活性普遍高于OA-OCS纳米球。结果显示QCS纳米球对E.coli和S.aureus的最低抑菌浓度分别为31.25mg/l和62.5mg/l,OA-OCS纳米球对E.coli和S.aureus的最低抑菌浓度分别为125mg/l和250mg/l,并且随着纳米球溶液浓度的提高,抑菌活性是逐渐增强的。不同取代度条件下,QCS纳米球和OA-OCS纳米球对E.coli的抑制作用随取代度的增大而增强,而其对S.aureus几乎没有影响,这主要是由于两种菌体结构上的不同引起的。同时,随着pH的增加,QCS纳米球对E.coli和S.aureus的抑制效果逐渐增强,而OA-OCS纳米球对E.coli和S.aureus的抑制作用在中性条件下最强。


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