磁性纳米粒子固定化DspB的研究与其抗菌效应研究开题报告

 2021-12-24 04:12

全文总字数:5910字

1. 研究目的与意义(文献综述)

近年来聚合材料的发展促进了医疗器械的发展,与此同时带来的医疗器械细菌性感染引起的并发症也成为人类身体健康的重大威胁,根据美国 cdc的统计, 65%的人类细菌性感染都与生物被膜的形成有关。生物被膜(biofilm,bf)是微生物在漫长的进化过程中产生的适应环境、提高自身生存力的特殊膜层结构,主要由多糖、脂质和蛋白质构成,其在细菌抵抗抗菌物质和宿主免疫成分的过程中发挥着极其重要的作用,因此降解生物被膜是体内杀菌的重要步骤。β-n-乙酰氨基葡萄糖苷酶(dispersin b,dspb)是一种糖苷水解酶,可以高效水解细菌生物被膜基质中的聚β-(1,6)-n-乙酰葡萄糖胺(poly-β-1,6-n-acetyl-d-glucosamine, pnag),使生物被膜发生解聚而变成游离状态,在抗菌方面有很高的应用价值。

自dspb被发现以来,研究者一直专注于其抗菌作用的研究,早期研究者致力于dspb与抗生素联合使用对细菌生物被膜的影响。serrera等利用dspb治疗金黄色葡萄球菌引起的血液感染,结果发现dspb与抗生素替考拉宁共同作用的抑菌效果明显优于抗生素单独使用。近期研究人员将更多的新型抗菌剂与dspb进行联用,kuan-jung等通过应用dspb和银结合肽融合制成银结合肽-dspb复合物(agbp2-dspb),从而达到提高dspb分散效果水平的效果,利用大肠杆菌菌株作为宿主细胞表达这种重组蛋白并提取纯化,经实验对照,agbp2-dspb可以清除69%的生物膜,而荧光显微镜观察到dspb只能清除37%,可见利用dspb与银和肽抗菌剂结合使用对其分散效果有着显著的提高。

dspb作为一种潜在的抗生物被膜生成的药物,固定化将使其具有作用范围明确,催化活性随时间的变化更小等优点,已经有多人研究了其在载体固定化上的应用。jeffrey b. kaplan等将dspb包裹在聚羟基烷酸酯(pha)制备的三维支架中,用pha膜固定化酶对金黄色葡萄球菌进行抗菌实验,分析了不同制备条件对其造成的影响,最终结果表明实验中构建的膜系统对生物被膜形成的抑制作用较弱,但会导致已形成的生物被膜脱离和解聚。marcano等利用同样的支架系统进行研究,结果显示当细菌生物被膜暴露在载dspb的pha膜上时,高达33%的表皮葡萄球菌生物被膜的形成受到抑制,而已形成的生物被膜有26%被破坏;n.bou haidar等用pvp致孔剂(pbsa-pvp)制备的不对称pbsa膜作为载体装载dspb,证明具有出色的生物相容性,适合作为伤口敷料,他们的研究表明dspb有望用于慢性伤口敷料或药物递送系统。在众多研究中多以有机材料为载体,固定在无机材料上的研究还相对较少,有待于进一步研究。

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2. 研究的基本内容与方案

2.1基本内容

(1)利用化学方法将dspb与磁性纳米粒子结合,制成磁性纳米粒子固定化酶;

(2)利用傅里叶变换红外、zeta电位、xrd等测试方法测定磁性纳米粒子的理化性质;

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3. 研究计划与安排

(1)第1周:了解题目的主要任务和内容,查阅相关资料,包括学术期刊、论文和专利等,归纳总结。

(2)第2-3周:完成开题报告,确定实验路线和方案,准备试验所需试剂和仪器。

(3)第4-5周:完成磁性纳米粒子制备与修饰的探索,准备dspb的提取工作。

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] fang g , chen h , zhang y , et al. immobilization of pectinase onto fe3o4@sio2-nh2 and its activity and stability[j]. international journal of biological macromolecules, 2016, 88:189-195.

[2] shen m , cai h , wang x ,et al. facile one-pot preparation,surface functionalization, and toxicity assay of apts-coated iron oxide nanoparticles[j]. nanotechnology, 2012, 23(10):105601.

[3] srdjan stepanovi , dragana vukovi , hola v , et al. quantification of biofilm in microtiter plates: overview of testing conditions and practical recommendations for assessment of biofilm production by staphylococci[j]. apmis, 2007, 115(8):891-899.

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