背景:耐药菌感染问题已成为医疗卫生领域所面临的最严峻的挑战。细菌产生耐药性致使越来越多的抗生素疗效降低甚至是无效,严重危害人类生命。在更谨慎使用抗生素防止细菌产生耐药性的同时,也需要尽快找到可以替代抗生素的抗菌剂。黄芩素是一种具有抗菌性能的多酚类化合物,但黄芩素的水溶性差,导致生物利用度低。多酚和铜、铁、锌、锰等多种金属离子配位螯合形成金属多酚网络,可以提高多酚的生物利用度。此外,过渡态金属离子,如Fe~(2+),可通过芬顿反应催化H_2O_2产生强毒性的羟自由基,可进一步增强多酚的生物功能。基于此,本课题将黄芩素-铁纳米材料进行抗菌研究,同时利用黄芩素-铁纳米材料的芬顿反应特性增强纳米材料的抗菌效果,实现高效抗菌。方法:通过抑菌圈法、平板涂布法、浊度法、MTT法、LDH检测法测定黄芩素-铁的体外抗菌特性。通过TMB显色法检测黄芩素-铁纳米材料的芬顿反应活性,通过平板涂布法、浊度法、ROS检测测定黄芩素-铁联合H_2O_2的体外抗菌特性。通过细胞毒性检测及溶血试验检验黄芩素-铁纳米材料的生物安全性。结果:(1)黄芩素-铁纳米材料表征黄芩素-铁纳米材料粒径为135 nm,多分散指数为0.001,表面带负电荷。通过傅里叶变换红外光谱结果显示,黄芩素的羟基与铁离子进行络合,形成了黄芩素-铁纳米材料。(2)黄芩素-铁纳米材料的体外抗菌研究黄芩素-铁纳米材料具备优异的抗以大肠杆菌为代表的革兰氏阴性菌敏感菌株特性,也具备优异的抗以耐氨苄青霉素大肠杆菌及耐碳青霉烯肺炎克雷伯菌为代表的革兰氏阴性菌耐药菌株的特性,35μg/m L黄芩素-铁即可完全杀灭革兰氏阴性菌,呈浓度、时间依赖性。高达400μg/m L黄芩素-铁纳米材料对以金黄色葡萄球菌为代表的革兰氏阳性菌都没有抗菌特性。(3)黄芩素-铁联合H_2O_2的体外抗菌研究黄芩素-铁纳米材料联合Hhttps://www.selleck.cn/products/wnt-c59-c59.html_2O_2具备高效的抗革兰氏阴性菌特性。4μg/m L黄芩素-铁纳米材料可杀灭约15%大肠杆菌、耐氨苄青霉素大肠杆菌,8μg/m L黄芩素-铁纳米材料可杀灭约10%耐碳青霉烯肺炎克雷伯菌,H_2O_2的常用消毒剂量为0.5%-3%(147-882 mmol/L)。通过黄芩素-铁纳米材料联合H_2O_2发现,4μg/m L黄芩素-铁纳米材料联合100μmol/L H_2O_2即可完全杀灭大肠杆菌、耐氨苄青霉素大肠杆菌,8μg/m L黄芩素-铁纳米材料联合200μmol/L H_2O_2即可完全杀灭耐碳青霉烯肺炎克雷伯菌。黄芩素-铁纳米材料联合H_2O_2具有优异的抗革兰氏阳性菌特性,30μg/m L黄芩素-铁纳米材料联合5 mmol/L H_2O_2即可完全杀灭金黄色葡萄球菌,40μg/m L黄芩素-铁纳米材料联合5 mselleck HPLCmol/L H_2O_2即可完全杀灭耐甲氧西林金黄色葡萄球菌。抗菌机制为黄芩素-铁纳米材料的芬顿反应特性产生大量ROS,从而导致细菌死亡。(4)黄芩素-铁纳米材料的生物安全性探究使用远高于抗菌浓度的黄芩素-铁纳米材料处理L02细胞,通过MTT法检测纳米材料的细胞毒性,结果发现200μg/m L黄芩素-铁纳米材料组别对人正常肝细胞L02细胞未表现出明显的细胞毒性。使用超过抗菌浓度4倍的黄芩素-铁纳米材料作用于红细胞,160μg/m L黄芩素-铁纳米材料的溶血率为1%,低于5%的国际标准,表明黄芩素-铁纳米材料具有良好的血液相容性。结论:黄芩素-铁纳米材料能够有效杀灭革兰氏阴性菌,与H_2O_2联后对革兰氏阴性菌、革兰氏阳性菌均具备Fe biofortification优异的抗菌效果。黄芩素-铁纳米材料无明显细胞毒性且血液相容性较好,在抗菌方面具有良好的应用前景。