D/L半胱氨酸纳米材料手性抑菌作用研究开题报告

 2022-01-17 21:33:35

全文总字数:4935字

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

抗生素是致病菌防治的有效手段,但是随着耐药细菌在全球范围内的广泛蔓延,抗生素滥用已经对人类健康造成严重威胁。因此,迫切需要开发一种新的抗生素替代药物。目前开发的抗菌药物主要有:无机抗菌剂、有机抗菌剂、天然抗菌剂。有机抗菌剂的抗菌效果好,成本低廉,但其耐热性差,甚至毒性高。天然抗菌剂虽然毒性低、对环境的污染小,但其抗菌性能有限,并且受到安全性和加工条件的制约,不能实现大规模市场化。相比之下,无机纳米材料由于其特殊的光、热、磁学等性质,在抗菌方面表现出抗菌谱宽、耐热性强、抗菌效果好、不会产生耐药性等特点,其中,银纳米颗粒是抗菌效果最好的纳米材料[1],但是研究结果表明纳米银对哺乳细胞具有剂量依赖的毒副作用[2]。因此,开发一种高效、安全的纳米抑菌材料是目前研究的热点。

半胱氨酸是一类常见的手性氨性氨基酸,具有 d-、l-两种构型,两种产品均已商品化,但是目前关于l-半胱氨酸的研究较多,d-半胱氨酸的研究较少。l-半胱氨酸是半胱氨酸的天然构型,在食品加工中具有改良面粉、提高风味、抗氧化等作用,并且对食源性病原菌具有一定的抑制作用,具有广泛的应用前景和重要的研究意义[3-4]

很多研究表明d-氨基酸具有非常重要的作用,如细胞壁中含有的d-氨基酸的细菌可以防止被蛋白水解酶消化掉;含有d-天冬氨酸、谷氨酸、亮氨酸等d-氨基酸的多肽,因具有抗菌活性而应用于临床[5]。其中d-半胱氨酸具有抑制细菌生长的作用,且对正常细胞不会产生损伤。

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2. 研究的基本内容和问题

研究目标:

研究手性半胱氨酸修饰金纳米颗粒对金黄色葡萄球菌的抑菌作用,揭示手性半胱氨酸尤其是 d-半胱氨酸对金黄色葡萄球菌的立体识别和抑菌机理,为新型手性抑菌材料的开发提供理论依据。

研究内容:

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3. 研究的方法与方案

拟采取的研究方法和实验方案:

1.手性半胱氨酸修饰金纳米颗粒的制备与表征

手性半胱氨酸修饰金纳米颗粒制:取洁净锥形瓶依次加入2.5 ml0.2% haucl4 、45 ml 水加热至沸腾后快速加入 2.5 ml10 mg/ml 柠檬酸钠,等溶液颜色不再变化,加入18 mg l/d半胱氨酸(l/d-cys)和 6 mg 氢氧化钠,搅拌2h,得到l/d-金纳米粒子l/d-aunps),溶液用11000 r/min,离心10min ,加超纯水重悬。

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4. 研究创新点

通过研究D-/L-手性半胱氨酸对金黄色葡萄球菌多方面的影响,阐明不同构型手性半胱氨酸对金黄色葡萄球菌的抑菌作用机理,对于食品中金黄色葡萄球菌高效抑菌新材料的开发及手性传感检测新方法的构建等都具有重要的意义。

5. 研究计划与进展

研究计划:

1.通过手性分子诱导制备手性半胱氨酸修饰金纳米颗粒,对制备的金纳米颗粒采用tem进行表征,对溶菌酶修饰的金纳米颗粒采用紫外-可见分光光度计进行表征。

2.通过蛋白质、核酸泄露、活菌/死菌荧光染色及透射电子显微镜初步揭示手性半胱氨酸修饰金纳米颗粒的抑菌机理。

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