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银纳米颗粒对毕赤酵母的抑菌效应及机理研究

文献类型:学位论文

作者刘碧雲
答辩日期2021-12
文献子类硕士
授予单位中国科学院大学;中国科学院生态环境研究中心
授予地点北京
导师宋茂勇
关键词巴斯德毕赤酵母,银纳米颗粒,抗真菌,Ros 积累,散射光成像 pichia Pastoris, Silver Nanoparticles, Antifungal, Ros Accumulation, Scattered Light Imaging.
学位名称理学硕士
学位专业环境科学
其他题名The inhibitory effect and mechanism of silver nanoparticles on Pichia pastoris
英文摘要

       真菌感染威胁人体健康,情况严重时甚至会导致死亡。传统抗真菌药物的反 复使用易使真菌产生耐药性。目前,真菌耐药性已成为临床医学面临的重大挑战 之一。因此,亟需开发一种抗菌效率高且不易产生耐药性的抗真菌药物。纳米材 料的优异抗菌性能为开发新型抗菌药物开辟了新的方向。其中,许多研究表明银 纳米颗粒(Silver nanoparticle, AgNPs)对细菌有良好的抑菌效应,且不易产生耐 药性,但 AgNPs 对真菌是否具有抑菌效应却鲜有研究。

       本论文以巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)GS115 作为模式菌株,对 AgNPs 的抗真菌效应及其作用机制开展了研究。通过研究不同粒径(30 nm、50 nm 和 100 nm)和不同修饰(柠檬酸盐(Citrate, CIT)、聚乙烯亚胺(Polyethyleneimine, PEI)、聚乙烯吡咯烷酮(Polyvinyl pyrrolidone, PVP)和聚乙二醇(Polyethylene glycol, PEG))的 AgNPs 对毕赤酵母生长抑制作用的差异性,探索了 AgNPs 的 理化性质对其抗真菌效应的影响;通过表征和测定 AgNPs 的摄入、活性氧积累、 胞内总 Ag 含量以及酵母结构变化,开展了 AgNPs 抑真菌效应的作用机制研究。 本论文还首次采用散射光成像技术,研究了毕赤酵母对 AgNPs 的摄入和 AgNPs 在毕赤酵母中的分布情况,并首次观察到毕赤酵母通过囊泡外排 AgNPs 的现象。

       研究结果表明,AgNPs 对毕赤酵母有良好的生长抑制作用,本研究所选用的 这几种 AgNPs 的最小抑菌浓度介于 0.2 μg/mL 到 5 μg/mL 之间。研究发现粒径 小的 AgNPs 抑制作用强于大粒径的 AgNPs,带正电的 AgNPs 抑制作用强于带负 电的 AgNPs。散射光成像和 TEM 结果表明,小粒径的 AgNPs 可以通过细胞壁, 进入毕赤酵母内部,进入胞内的 AgNPs 可以被囊泡包裹,也可以聚在液泡周围 的细胞质中或分布在细胞壁与细胞膜之间。尽管进入胞内的 AgNPs 可以通过诱 导活性氧对毕赤酵母产生毒性,但其跨壁过程中引起的细胞壁损伤可能是产生抑 菌效应的关键。散射光成像表明毕赤酵母通过产生囊泡外排进入胞内的 AgNPs, 并在分裂过程中能够将 AgNPs 传递给子代,该过程可能是毕赤酵母对 AgNPs 的 抗性机制。

      综上所述,本论文证明了 AgNPs 具有良好的抗真菌效果,AgNPs 的理化性 质可显著影响其抗真菌效率。AgNPs 对毕赤酵母细胞壁的破坏可能是其产生抑菌效应的关键,而囊泡外排和子代传递可能是毕赤酵母对 AgNPs 重要的抗性机 制。本研究的结果对 AgNPs 在抗真菌领域的应用提供了数据支撑。

页码86
源URL[https://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/47025]  
专题生态环境研究中心_环境纳米材料实验室
推荐引用方式
GB/T 7714
刘碧雲. 银纳米颗粒对毕赤酵母的抑菌效应及机理研究[D]. 北京. 中国科学院大学;中国科学院生态环境研究中心. 2021.

入库方式: OAI收割

来源:生态环境研究中心

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