收稿日期：2023–01–16；錄用日期：2023–03–03
　　作者：史娟*,梁犇,宋鳳敏,郝夢(mèng)超,韓媛媛,吳迎花,邱瑩,楊駿鵬,郭少波*
　　單位：陜西理工大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，陜西省催化基礎(chǔ)與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
　　基金項(xiàng)目：陜西省科技廳項(xiàng)目(2020ZDLGY11-02；2021SF-382；2021JQ-752)；陜西理工大學(xué)秦巴生物資源與生態(tài)環(huán)境省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目(SXJ-2106)；陜西理工大學(xué)科研一般項(xiàng)目(SLGKYXM2208)；陜西省科技廳項(xiàng)目(2023-JC-QN-0162)
　　關(guān)鍵詞：ZnFe2O4聚多巴胺(PDA)Ag；納米材料；抑菌機(jī)制；抑菌材料；Ag納米顆粒(NPs)
　　目的：
　　抗生素的濫用導(dǎo)致大量耐藥菌出現(xiàn)對(duì)社會(huì)健康造成了嚴(yán)重的威脅。因此，迫切需要開(kāi)發(fā)新型、有效持久的抗菌劑，以應(yīng)對(duì)日益增長(zhǎng)的公共衛(wèi)生需求。
　　方法：
　　以FeCl3、NaAc和ZnCl2為原料用“熱溶劑法”制備磁性鐵酸鋅(ZnFe2O4)，再以ZnFe2O4為核進(jìn)行聚多巴胺(PDA)包覆形成ZnFe2O4 PDA納米微球，最后將由化學(xué)還原法制備的粒徑在2-16 nm的銀納米顆粒(Ag NPs)負(fù)載于ZnFe2O4 PDA表面，形成ZnFe2O4 PDA Ag納米復(fù)合材料。通過(guò)透射電子顯微鏡(TEM)、X射線衍射儀(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)、紫外-可見(jiàn)吸收光譜(UV-Vis)、傅里葉紅外光譜(FT-IR)、Zeta電位等表征材料形貌特征。以革蘭氏陰性菌銅綠假單胞菌(P.aeruginosa)、革蘭氏陽(yáng)性菌金黃色葡萄球菌(S.aureus)和耐藥菌沙門氏菌(T-Salmonella)為模式菌，研究ZnFe2O4 PDA Ag材料的抑菌活性及抑菌機(jī)制。
　　結(jié)果：
　　通過(guò)TEM、XPS可得，所制備的ZnFe2O4 PDA Ag為納米核殼結(jié)構(gòu)，ZnFe2O4 NPs核為均勻的球形結(jié)構(gòu)，其平均粒徑約86.7 nm，多巴胺均勻覆蓋在ZnFe2O4表面，平均粒徑約為119.2 nm，其次，納米銀小顆粒附著與PDA表層，小顆粒Ag NPs其平均粒徑為7.1 nm。由此可表明ZnFe2O4 PDA Ag納米復(fù)合材料的成功制備。XRD譜圖顯示ZnFe2O4與ZnFe2O4 PDA的譜圖，兩者譜圖無(wú)明顯差異，這是由于PDA是一種非晶聚合物，受遠(yuǎn)程無(wú)序性所限，其在XRD測(cè)試中無(wú)法得到特征峰，且其衍射峰剛好與標(biāo)準(zhǔn)卡片對(duì)應(yīng)。最后觀察ZnFe2O4 PDA Ag的譜圖，可以看出該納米粒子的特征峰剛好包含了Ag NPs與ZnFe2O4的所有特征峰且無(wú)雜峰，由此可進(jìn)一步證明ZnFe2O4 PDA Ag納米復(fù)合材料的成功制備。并通過(guò)UV-Vis、FT-IR對(duì)復(fù)合材料的成功制備進(jìn)行了進(jìn)一步驗(yàn)證。抑菌性能結(jié)果顯示，相比于同比例濃度的Ag NPs(負(fù)載量0.39%)，材料對(duì)P.aeruginosa的抑菌率提升了57.1%、對(duì)S.aureus和T-Salmonella提升值分別為61.7%和39.2%。材料濃度為200μg/mL，作用時(shí)間60 min條件下，ZnFe2O4 PDA Ag對(duì)測(cè)試菌抑制率均可達(dá)到99.9%。抑菌機(jī)制結(jié)果證實(shí)，ZnFe2O4 PDA Ag可與細(xì)胞壁表面蛋白作用破壞細(xì)胞壁，進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部與胞內(nèi)蛋白和相關(guān)酶作用阻礙細(xì)胞呼吸，且破壞DNA結(jié)構(gòu)并抑制其復(fù)制過(guò)程，從而影響細(xì)菌呼吸和細(xì)胞分裂等生理生化過(guò)程，最終導(dǎo)致細(xì)菌死亡。
　　結(jié)論：
　　本文成功制備了ZnFe2O4 PDA Ag納米復(fù)合材料，ZnFe2O4 PDA Ag納米復(fù)合材料很好地解決了小顆粒納米銀易團(tuán)聚的問(wèn)題，進(jìn)而較大程度地提升了納米銀的抑菌性能。此外，ZnFe2O4的磁性使納米復(fù)合材料能夠被重復(fù)利用，有效地降低了材料成本。最終該材料有望于在醫(yī)療器械以及污水處理等領(lǐng)域有很大的應(yīng)用前景。