基于適配體功能化碳納米管的細菌生物膜控制方法研究.pdf

1、細菌生物膜(Biofilm)，又稱菌膜，是主要由多糖、蛋白質、核酸及脂類等成份構成的穩(wěn)定的細菌胞外聚合物。細菌感染宿主一旦形成生物膜后將難以消除，它是導致慢性感染以及耐藥菌產(chǎn)生的一個主要誘因。因此，尋求有效的方法來控制和消除細菌菌膜具有重大研究意義。
　　核酸適配體是通過指數(shù)富集的配體系統(tǒng)進化技術(SELEX)篩選得到的單鏈DNA或RNA，它能夠與其靶標高親和力和高特異性地穩(wěn)定結合。適配體的靶標范圍包括小分子、蛋白質及細胞等?；?/p>

2、適配體的良好性質，它被廣泛應用于疾病診斷及治療中。
　　單壁碳納米管(SWNTs)是一種碳納米材料，具有良好的熒光猝滅性、穿透性和導電性等理化性質，被廣泛應用于化學、材料學和生物醫(yī)學等領域。此外，SWNTs還同時具有很強的抗菌和抗菌膜能力。
　　本論文擬以銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)為目標菌，利用其菌體細胞適配體，以探究適配體能否作為靶向載體提高抗菌膜藥物的作用效率為目的，構建了2個復合物并分

3、別觀測它們對銅綠假單胞菌菌膜形成或消除的作用效果。
　　(1) SWNTs具有良好的表面性質，核酸分子能夠緊密的吸附在其表面。因此，將銅綠假單胞菌菌體細胞適配體(PA-ap1)與SWNTs共同孵育后形成一個穩(wěn)定的復合物(AP-SWNTs)。通過顯微鏡觀察及結晶紫染色法得出AP-SWNTs復合物能夠抑制約68％的菌膜產(chǎn)生，與相同濃度的SWNTs的作用結果對比，菌膜形成的抑制率提高了約36％。此外，還將AP-SWNTs與具有解離菌膜作

4、用的物質硝普化鈉(SNP)聯(lián)合處理成熟的菌膜，結果AP-SWNTs和SNP共同作用能夠減少約72％的成熟菌膜，效果優(yōu)于SWNTs和SNP共同作用。本實驗結果初步證明了適配體作為靶向載體提高抗菌膜物質作用效果的可行性，同時提供了一個處理成熟菌膜的新方法。
　　(2)本部分利用適配體與靶標之間的高選擇性，構建了一個控制細菌菌膜的復合物。在目標菌菌體適配體PA-apl的5'-末端上修飾一個氨基，之后再將其與分子結構中帶有一個羧基的抗生素

5、環(huán)丙沙星(CPX)共同反應，形成適配體-環(huán)丙沙星共價連接物(AP-CPX)。利用紫外光譜掃描及瓊脂糖凝膠電泳驗證了AP-CPX的形成和特異性。再將AP-CPX連接物與SwNTs共同孵育使得AP-CPX吸附并纏繞于SWNTs表面形成一個三元復合物(AP-CPX-SWNTs)。通過顯微鏡觀察和結晶紫染色法觀測AP-CPX-SWNTs對銅綠假單胞菌菌膜的形成抑制及消除的作用效果，結果表明AP-CPX-SWNTs能夠抑制約90％的菌膜形成，消除