耐药性金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S.aureus)是一种典型的革兰氏阳性菌,也是一种人畜共患病病原体,严重影响动物性食品原料安全。由于耐药性S.aureus具有广谱耐药性,很多传统抗生素不能对其引起的感染起到良好的治疗效果,因此开发不易引起耐药性的抗菌材料对保证食品安全具有十分重要的意义。近些年来研究人员已经开始开发纳米抗菌剂,截止到目前,研究人员已经开发了多种纳米抗菌材料。然而,基于纳米材料设计的抗菌策略存在以下问题:很多纳米抗菌材料制备过程繁琐、产率低;纳米抗菌材料在制备过程中使用有毒试剂,造成其生物相容性差,并对环境产生危害。本文针对上述存在的问题,以纳米材料为核心制备了生物相容性好、环境友好,且不易引起细菌耐药性的高效抗菌材料,随后对耐药性S.aureus的抗菌性能进行了研究。主要研究内容概括如下:1.碳量子点对耐药性金黄色葡萄球菌的抗菌研究本部分制备了具有良好生物相容性的碳量子点(N-CQDs),研究了N-CQDs对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA)的抗菌活性及抗菌机制。通过生长曲线法、平板涂布法和活死染色法证明,N-CQDs对MRSA具有良好抑制作用;同时,耐药性实验表明,N-CQDs不易引起细菌耐药性产生。抗菌机理研究表明,带正电荷的N-CQDs产生氧化压力,损坏了细菌细胞膜完整性和生物被膜,干扰了细菌的正常代谢,进而导致细菌死亡。本研究为碳量子点在抗菌领域得到更广泛的应用提供了的理论依据。2.功能性金纳米星对耐药性金黄色葡萄球菌的特异性识别及抗菌研究基于金纳米星(Au NSs)在近红外波段具有较高的光吸收截面和优良的光热转换效率,以及万古霉素(Van)对革兰氏阳性细菌的识别作用,本文设计了一种具有识别功能的Au NSs@Van光热抗菌平台。通过SEM和TEM证明,Au NSs@Van对MRSA具有良好识别作用;通过平板涂布法和小鼠感染模型实验表明,Au NSs@Van在体外和体内对MRSA均表现出良好抗菌作用。抗菌机理研究表明,Au NSs@Van在近红外激光的作用下,破坏了细菌细胞膜的完整性,导致细菌的死亡。此外,Au NSs@Van中的Van还起到一定的抗菌效果,增强了Au NSs@Van的抗菌活性。但是,Van的抗菌效果比较微弱,Au NSs@Van仍以物理杀菌为主,因此降低了细菌产生耐药性的可能性。该抗菌平台的设计为靶向治疗细菌感染提供了一定的理论指导。3.酸触发的金纳米粒子的聚集对耐药性金黄色葡萄球菌感染的精准光热治疗研究基于细菌感染的微酸环境,本部分设计了一个具有酸触发的Pep-DA/Au智能抗菌平台。实验结果表明,当Pep-DA/Au与MRSA在酸性环境中孵育后,Pep-DA/Au发生电荷翻转变成带正电荷的Pep-Au;带正电荷的Pep-Au与带负电荷的细菌表面发生静电相互作用并聚集在细菌表面,达到金纳米颗粒(Au NPs)粒子间等离子共振的阈值,在近红外光的照射下,原位产热致使细菌死亡。皮下脓肿模型实验证明,Pep-DA/Au在近红外光照射下,感染处的温度升高至足以杀死细菌的温度(>50℃),而健康组织的温度升高不明显(<45℃)。Pep-DA/Au光热治疗很好的避免了传统光热治疗(PTT)对健康组织的伤害;此外,不含抗生素的Pep-DA/Au不易引起细菌产生耐药性。本部分的研究内容为精准治疗细菌感染提供了新思路。