复合材料学报

作者：史娟, 梁犇, 宋凤敏, 郝梦超, 韩媛媛, 吴迎花, 邱莹, 杨骏鹏, 郭少波,

关键词：ZnFe₂O₄@聚多巴胺(PDA)@Ag, 纳米材料, 抑菌机制, 抑菌材料, Ag纳米颗粒(NPs),

随着生活质量的提高，抗生素已成为人类不可或缺的药物，但近年来抗生素的滥用导致大量耐药菌出现对社会健康造成了严重的威胁。因此，迫切需要开发新型、有效持久的抗菌剂，以应对日益增长的公共卫生需求。本文先以FeCl₃、NaAc和ZnCl₂为原料用“热溶剂法”制备磁性铁酸锌(ZnFe₂O₄)，再以ZnFe₂O₄为核进行聚多巴胺(PDA)包覆形成ZnFe₂O₄@PDA纳米微球，最后将由化学还原法制备的粒径在2~16 nm的银纳米颗粒(Ag NPs)负载于ZnFe₂O₄@PDA表面，形成ZnFe₂O₄@PDA@Ag纳米复合材料。通过TEM、XRD、XPS、UV-Vis、FTIR、Zeta电位等表征材料形貌特征。以革兰氏阴性菌铜绿假单胞菌(<i>P. aeruginosa</i>)、革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌(<i>S. aureus</i>)和耐药菌沙门氏菌(<i>T-Salmonella</i>)为模式菌，研究ZnFe₂O₄@PDA@Ag材料的抑菌活性及抑菌机制。实验结果表明，相比于同比例浓度的Ag NPs (负载量0.39%)，材料对<i>P. aeruginosa</i>的抑菌率提升了57.1%、对<i>S. aureus</i>和<i>T-Salmonella</i>提升值分别为61.7%和39.2%。材料浓度为200 μg/mL，作用时间60 min条件下，ZnFe₂O₄@PDA@Ag对测试菌抑制率均可达到99.9%。抑菌机制结果证实，ZnFe₂O₄@PDA@Ag可与细胞壁表面蛋白作用破坏细胞壁，进入细菌内部与胞内蛋白和相关酶作用阻碍细胞呼吸，且破坏DNA结构并抑制其复制过程，从而影响细菌呼吸和细胞分裂等生理生化过程，最终导致细菌死亡。该材料以磁性ZnFe₂O₄为内核，具有可重复利用、高性价比、无二次污染等优点；PDA层包覆使材料具有良好的生物相容性。同时，Ag NPs在ZnFe₂O₄@PDA纳米微球表面的负载，解决了Ag NPs易团聚问题，且因小颗粒Ag NPs可直接通过离子通道进入细菌内部，使ZnFe₂O₄@PDA@Ag具备了优异的抗菌活性。本工作可为新型、智能化抗生素材料的研发提供理论依据。

来源：2023年第12期

《复合材料学报》期刊编辑部

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