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随着细菌感染日趋严重,抗生素的大量使用引起了严重的耐药性问题,并且已经成为亟待解决的难题,因此开发新型的抗菌材料显得尤为迫切。纳米材料作为一种后起之秀引起了广泛的关注,它凭借其纳米材料的特殊效应在对抗耐药性问题上具有突出优势。本论文主要工作是构建基于纳米材料的光活化抗菌体系,实现材料在近红外或者自然太阳光下实现高效的抗菌活性与较低的细胞毒性,具体内容如下:1.我们通过取代反应合成带有碳碳双键的多巴胺分子,然后利用自由基聚合反应制备双键多巴胺(DMA)和N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)的水溶性无规共聚物,利用聚合物中多巴胺组分的粘附性,将聚合物和多巴胺分子按一定比例通过混合法修饰到四氧化三铁磁性纳米粒子表面,构建了具有光热、温敏性和磁性于一体的纳米材料Fe3O4-PDA-Poly。我们通过核磁共振氢谱(NMR)、透射电子显微镜(TEM)、动态光散射测试仪(DLS)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)等系列表征手段对纳米材料的理化性质进行了表征,同时探究了纳米材料对于温度的响应性以及低温和较高温度下其对于细菌吸附和释放行为的影响。在经过近红外激光照射之后材料展现较强的光热效应,并且从抗菌试验证实其具有优异的抗菌活性,在三次循环之后仍保持较高抗菌活性。本研究为纳米粒子的功能性修饰提供了新思路,有望在伤口感染治疗等领域得到进一步应用。2.我们以硅纳米线阵列为基材,将多巴胺分子沉积到硅纳米线阵列表面,然后利用聚多巴胺的弱还原性在适当的温度下同时还原氯金酸溶液和硝酸银溶液,得到金银合金纳米粒子修饰的硅纳米线阵列(SN-Au/Ag)。我们通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和可见光吸收光谱(vis)等系列表征手段对材料的理化性质进行了表征,同时通过涂板法和细菌死活染色法探究了该合金纳米材料在模拟太阳光下的抗菌性能。系统研究其抗菌机理,我们证实了金银合金材料光下优异的抗菌性能是通过光热效应和光催化效应的协同作用。杀菌时间可以缩短到仅仅4分钟,同时材料在三次循环杀菌之后仍具有较强的抗菌性能,并且金银合金材料对于小鼠成纤维细胞(L929)的细胞毒性也不显著。可喜的是金银合金材料在自然太阳光下仍旧可以展现99.9%的杀菌效率。这种方法为构建新型、高效的抗菌体系提供了新思路,有望在污水处理、空气净化和伤口感染愈合等领域得到应用。综上所述,我们将纳米材料与光学治疗相结合,制备了具有光学活性的纳米抗菌材料。将磁性纳米粒子与含多巴胺成分的聚合物结合,能够循环和高效地完成杀菌过程;利用聚多巴胺的弱还原性将金银合金纳米粒子修饰到硅纳米线阵列表面,制备了太阳光下高效抗菌的纳米体系。随着科学技术的不断发展,纳米材料将在应对耐药性问题中扮演着更加重要的角色。