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纳米氧化锌(Nano ZnO)是目前应用最广泛的纳米材料之一,具备良好的光电性能和独特的抗菌性能。其抗菌活性和抗菌机制的研究,正成为目前纳米生物效应研究的一个热点。本文探究了室内环境下Nano ZnO对大肠杆菌(E.coli)的主要抗菌机制,并对Nano ZnO进行表面改性,制备出三种表面连接不同电性长链有机分子的Nano ZnO,并探究了表面电荷对其抗菌性能的影响。具体工作如下: (1)首先测定Nano ZnO在LB培养液中溶出的锌离子(Zn2+)含量,发现在LB培养液中,Zn2+的饱和溶出量约为55 mg/L,通过对比实验及避光实验证明,室内环境下Nano ZnO的主要抑菌机制是Zn2+的溶出;分别测定125 mg/L的Nano ZnO和与其溶出量相等的Zn2+(50 mg/L)作用下E.coli内源荧光、细胞膜电位以及核酸蛋白总量的变化,结果进一步证明Zn2+溶出在Nano ZnO抗菌机制中处于主导地位,两者对E.coli的具体作用有粘附细胞壁、改变膜电位、损伤DNA和结合蛋白质使其失活等。 (2)利用羧基与Nano ZnO表面羟基的酯化反应,将十六烷基二甲基羧乙基季铵盐(QAC)、油酸(OA)和十八烷二酸(ODA)这三种长链分子修饰到Nano ZnO表面,发现QAC、OA、ODA与Nano ZnO的质量比分别为1%,32%和16%时,达到最大修饰量。表征结果证明了QAC、OA、ODA成功修饰到Nano ZnO表面,并使Nano ZnO表面分别带正电荷、非电性和负电荷。抗菌实验表明Nano ZnO的表面电中性时,对E.coli的抗菌活性最强,而表面电荷的存在则会减弱Nano ZnO的抗菌性。 上述研究为进一步理解Nano ZnO的抗菌机制奠定了基础,对其开发应用具有重要的指导价值。