氧化铈纳米酶对大肠杆菌的抗菌性能

编号：CYYJ03959

篇名：氧化铈纳米酶对大肠杆菌的抗菌性能

作者：郑黑姝 张映娟 韦艳华 黄辉 马翔宇 廖红兵

关键词： 氧化铈 纳米酶 纳米材料 抗菌性能 生物相容性 大肠杆菌

机构： 广西医科大学口腔医学院/附属口腔医院 广西口腔颌面修复与重建研究重点实验室 广西大学化学化工学院结构热力学与微纳化工实验室

摘要： 背景:由于细菌对抗生素耐药性的发展,多重耐药菌感染的增加已成为现代医疗保健中的主要问题,研发新的抗菌替代药物材料具有重要意义。目的:合成一种CeO2纳米酶并进行一系列表征,研究其生物相容性以及对大肠杆菌的抗菌性能。方法:采用水热法合成CeO2纳米酶,通过X射线衍射、X射线光电子能谱、傅里叶红外分析、拉曼光谱、扫描电镜、透射电镜等表征方法对其形貌、产物成分和化学组成进行分析,利用3,3’,5,5’-四甲基联苯胺(TMB)显色实验对CeO2纳米酶的过氧化物模拟酶活性进行表征。使用CCK-8法评价不同质量浓度(10,25,50μg/mL)CeO2纳米酶对小鼠成纤维细胞L929的毒性作用。使用平板计数法评价CeO2纳米酶在不同条件下对大肠杆菌的抗菌性能,使用活性氧检测试剂盒检测不同条件处理后的细菌内活性氧水平变化。结果与结论:①CeO2纳米酶的形貌为棒状,其中Ce3+占Ce3+和Ce4+总和的29.87%,平均晶粒尺寸为7.4 nm;在pH=5.5、含底物TMB的微酸性环境下,CeO2纳米酶和H2O2混合后表现出优异的过氧化物酶活性,但在pH=7.4的情况下未表现出过氧化物酶模拟活性。②不同质量浓度的CeO2纳米酶对小鼠成纤维细胞L929均无明显的细胞毒性。③在pH=5.5的微酸性环境中,单独存在CeO2纳米酶(10μg/mL)时,大肠杆菌受到一定程度的抑制,CFU结果下降约0.5个log(P<0.01);在含H2O2(50μmol/L)的微酸性环境中,CeO2纳米酶对大肠杆菌表现出优异的抗菌效果,CFU结果下降约1.5个log(P<0.001)。当CeO2纳米酶单独存在时,大肠杆菌中活性氧水平升高(P<0.05);当CeO2纳米酶与H2O2共同存在时,大肠杆菌中活性氧水平显著升高(P<0.001)。④结果表明,CeO2纳米酶具有良好的生物相容性与一定的抗菌能力,可在含低浓度H2O2的微酸性环境下表现出过氧化物酶活性,产生活性氧杀灭细菌,进而表现出更优异的抗菌效果。