基于適配體功能化碳納米管的細(xì)菌生物膜控制方法研究.pdf

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

2、適配體的良好性質(zhì)，它被廣泛應(yīng)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(dǎo)電性等理化性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于化學(xué)、材料學(xué)和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。此外，SWNTs還同時(shí)具有很強(qiáng)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(biāo)菌，利用其菌體細(xì)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(gòu)建了2個(gè)復(fù)合物并分

3、別觀測(cè)它們對(duì)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(zhì)，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(xì)胞適配體(PA-ap1)與SWNTs共同孵育后形成一個(gè)穩(wěn)定的復(fù)合物(AP-SWNTs)。通過(guò)顯微鏡觀察及結(jié)晶紫染色法得出AP-SWNTs復(fù)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(jié)果對(duì)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(zhì)硝普化鈉(SNP)聯(lián)合處理成熟的菌膜，結(jié)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(shí)驗(yàn)結(jié)果初步證明了適配體作為靶向載體提高抗菌膜物質(zhì)作用效果的可行性，同時(shí)提供了一個(gè)處理成熟菌膜的新方法。
　　(2)本部分利用適配體與靶標(biāo)之間的高選擇性，構(gòu)建了一個(gè)控制細(xì)菌菌膜的復(fù)合物。在目標(biāo)菌菌體適配體PA-apl的5'-末端上修飾一個(gè)氨基，之后再將其與分子結(jié)構(gòu)中帶有一個(gè)羧基的抗生素

5、環(huán)丙沙星(CPX)共同反應(yīng)，形成適配體-環(huán)丙沙星共價(jià)連接物(AP-CPX)。利用紫外光譜掃描及瓊脂糖凝膠電泳驗(yàn)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(gè)三元復(fù)合物(AP-CPX-SWNTs)。通過(guò)顯微鏡觀察和結(jié)晶紫染色法觀測(cè)AP-CPX-SWNTs對(duì)銅綠假單胞菌菌膜的形成抑制及消除的作用效果，結(jié)果表明AP-CPX-SWNTs能夠抑制約90％的菌膜形成，消除