[发明专利]ZnO纳米颗粒抑制大肠杆菌生长的新功能

说明书

技术领域

本申请属于纳米颗粒新功能的技术领域，尤其涉及于ZnO纳米颗粒抑制大肠杆菌生长的新功能。

背景技术

纳米颗粒是一种人工制造的、大小不超过100纳米的微型颗粒。纳米材料在科学上和应用上都有很大的价值，在生物学效应方面，纳米颗粒因为其直径小、表面积大等性质往往能够渗透到膜细胞中，从而产生与微米以上颗粒完全不同的效应。ZnO纳米颗粒是一种常见的金属纳米颗粒，是一种高端的高功能精细无机产品，表现出许多特殊的性质，如非迁移性、荧光性、压电性等，在制造气体传感器、变阻器、磁性材料等方面有广泛的应用。但关于ZnO纳米颗粒(又称纳米氧化锌)的生物学尤其是抑菌性质目前涉及较少。

大肠杆菌(Escherichia coli)是一种常见的模式生物，广泛应用于微生物学、遗传学、分子生物学等多个领域的研究。大肠杆菌同样是进行受试物抑菌能力测试的常见菌种，主要的测试方法包括生长曲线测定、牛津杯测定等。后者主要通过在菌株生长平板上抑菌圈的存在及大小来对受试物的抑菌能力进行测定。纳米颗粒的抑菌特性的研究将有利于具体阐明其生物学效应，并为在相应领域的应用提供理论基础。

发明内容

大肠杆菌为常用菌株，购自北京爱必信生物技术有限公司。

ZnO纳米颗粒购自上海西格玛公司，其特征为直径小于40纳米，99％以上纯度，比表面积大于30平方米/克。

ZnO纳米颗粒的抑菌活性检测：

将活化好的大肠杆菌以2％接种至新鲜培养基并培养4h使其生长至对数生长期，随后取50微升菌液稀释100倍后与培养基混合倒平板。同时插入牛津杯，分别加入150微升阳性对照(氨苄青霉素，100纳克/微升)、阴性对照(蒸馏水)、低浓度(20微克ZnO纳米颗粒)、中浓度(200微克ZnO纳米颗粒)、高浓度(2毫克纳米颗粒)的受试物，培养16h后观察抑菌圈的存在。

实验结果如图1所示。由图中可以看出，在高浓度ZnO纳米颗粒处理的条件下出现了明显的抑菌圈，这表明ZnO纳米颗粒具有显著的抑菌效果。

进一步地，以该浓度为条件进行重复上述牛津杯抑菌实验，通过测量抑菌圈直径，所得数据如表1所示。经统计，其平均直径在12.3mm。

重复试验序号抑菌圈直径(mm)

重复试验序号抑菌圈直径(mm)110.5214.5312.4410.8513.5

为进一步探索其抑菌机理，在培养至上述对数生长期的大肠杆菌液体培养物中加入ZnO纳米颗粒，使其终浓度达到50毫克/毫升。继续培养16h后，回收菌体，使用本领域常规的技术手段提取细胞中总mRNA、反转录为cDNA，并使用Cycle480(Roche)荧光定量PCR仪(使用SybrGreen染料)对OmpF基因的表达量进行定量分析。所使用的PCR条件为：95℃预变性5min，然后是95℃10s，60℃ 10s，72℃ 30s扩增共40个循环。所使用的引物为：上游CCAGGGTAACAACTCTGAAG；下游GCCGCCAACACGACCAACGA。所获得的定量数值为OmpF表达量与内参基因GAPDH的相对比值。

实验组和对照组所获得的mRNA相对定量结果如图2所示。