抗菌纳米材料对病原菌抗菌效果的实验观察

作者：赵林，李芊，陈佩文，张泉，崔伟光，梁朝

【摘要】 目的 通过测定最高杀菌浓度和最低抑菌浓度观察抗菌纳米材料对病原菌大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、绿脓假单胞菌和白色念珠菌的抗菌效果。方法 试管稀释法。结果 抗菌纳米材料对大肠杆菌，金黄色葡萄球菌、绿脓假单胞菌的MBC在108 cfu/ml以上，对白色念珠菌为105 cfu/ml以上。抗菌纳米材料S1、S2和CuO粉对4种病原菌的MIC为1.0%以下，其中S1的效果较好，MIC均<0.5%。ZnO粉对大肠杆菌的MIC为1.0%，其余均达到2.0%。 结论 抗菌纳米材料对病原菌抗菌作用明确，具有一定的抗菌谱、其敏感性也较好。作为一类新型抗菌材料在临床医学中具有应用前景。

【关键词】 纳米抗菌材料;最高杀菌浓度(MBC);最低抑菌浓度（MIC）

【Abstract】 Objective By measuring the maximum bactericidal concentration (MBC) and the minimum inhibitory concentration (MIC)， anti-bacterial effect of nano-antibacterial materials were observed for the pathogens such as E. coli， SA， PA and CA. Methods Test tube dilution method was used.Results MBC of nano-antibacterial materials were over 108 cfu ml-1 for E. coli， SA and PA. MBC were over 105 cfu ml-1 for CA. MIC of nano-antibacterial materials S1， S2 and CuO powder were less than 1.0 percent， S1 was better and its MIC was less than 0.5 percent for the pathogens. MIC of ZnO powder was 1.0 percent for E. coli and 2.0 percent for others.Conclusion Nano-antibacterial materials have definitely antibacterial effect for the pathogens and have applied foreground as for a class of new antibacterial materials in medicine clinic.

【Key words】 antibacterial nano-materials; maximum bactericidal concentration (MBC); minimum inhibitory concentration (MIC)

抗菌纳米材料是在纳米技术出现后产生的一类新型具有抗菌功能的材料。与传统抗菌剂相比具有安全、耐久、不会产生耐药性和广谱等优点。近年来，已有许多具有抗菌作用的纳米材料应用于纺织、医学、卫生制品等行业［1～3］。为观察抗菌纳米材料对病原菌的抗菌效果，本试验选用4种抗菌纳米材料作为抗菌剂进行了最高杀菌浓度和最低抑菌浓度的测定，并对其抗菌能力进行了初步探讨，现报告如下。

1 材料与方法

1. 1 抗菌纳米材料和抗菌剂的制备 抗菌纳米材料为纳米无机抗菌材料S1、S2，纳米ZnO粉和CuO粉。用普通营养液体培养基配制成2.0%的混悬液，对倍稀释成1.0%、 0.5%、0.25%和0.125% 共5个浓度的混悬液作为抗菌剂。高压灭菌后取1.8ml分装试管。白色念珠菌用沙氏液体培养基制备。

1.2 受试菌株和菌液制备 受试菌株为本室保存大肠杆菌（ATCC25922），金黄色葡萄球菌（ATCC26112）、绿脓假单胞菌（ATCC17504）和白色念珠菌（ATCC90029）。细菌纯化培养后接种普通营养液体培养基，经计数制成109cfu/ml的菌液。并以对倍稀释法稀释成108、107、106 cfu/ml共4个浓度作为受试菌液。白色念珠菌以沙氏液体培养基制备成106、105、104cfu/ml的菌液。

1. 3 最高杀菌浓度（MBC）测定 取各浓度菌液0.2ml接种至1.8ml 2.0%浓度的抗菌剂及未加抗菌纳米材料作为对照的培养基中，37℃培养作用24h后画线接种普通营养琼脂平板培养观察判断抗菌剂对不同浓度病原菌的最高杀菌浓度。

1．4 最低抑菌浓度（MIC）的测定 取各浓度抗菌剂1.8ml接种0.2ml其最高杀菌浓度的菌液及未加抗菌纳米材料的培养基中37℃培养作用24h后挑取培育物接种普通营养琼脂平板再次培养24h，经画线接种平板观察确定各抗菌剂的最低抑菌浓度。

2 结果

2．1 抗菌剂对病原菌最高杀菌浓度的测定结果 见表1。

2．2 抗菌剂对病原菌最低抑菌浓度的测定结果 见表2。 表1 抗菌剂对病原菌MBC的测定结果表2 抗菌剂对病原菌MIC的测定结果

3 讨论

本试验使用的病原菌为标准菌株，抗菌纳米材料经电子显微镜观察和测量其微粒粒径，达到纳米尺寸，符合试验要求［4］。试验使用2.0%浓度的抗菌剂对病原菌进行最高杀菌浓度的测定结果中，4种抗菌剂对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和绿脓假单胞菌的MBC都在108cfu/ml以上，对真菌白色念珠菌在105 cfu/ml以上。在最低抑菌浓度的测定中，抗菌剂S1、S2和CuO粉对4种病原菌的MIC为1.0%以下，其中S1的效果较好，其MIC均<0.5%。ZnO对大肠杆菌的MIC为1.0%，其他均达到2.0%。抗菌剂S1、S2和CuO对绿脓假单胞菌和白色念珠菌的MIC为1.0%以下。结果表明抗菌纳米材料对病原菌的抗菌作用比较明确，具有一定的抗菌谱，其敏感性也较好。同时也可看出不同抗菌纳米材料对不同病原菌的抗菌能力也存在差异、对绿脓假单胞菌和白色念珠菌作用较为有限。ZnO的抗菌能力在其含量达2.0%时才能对金黄色葡萄球菌，绿脓假单胞菌和白色念珠菌起作用。提示抗菌纳米材料在实际应用中应当注意种类的选择，添加的量和使用范围。

自德国物理学家Gleiter在1984年成功地研制纳米材料以来［5］目前已开发出许多具有抗菌、除臭、消毒和保健功能的纳米材料［6］。为评价抗菌纳米材料对病原菌的抑制/杀死效果，我们选择4种抗菌纳米材料作为抗菌剂对病原菌大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、绿脓假单胞菌和白色念珠菌进行了最高杀菌浓度和最低抑菌浓度的测定，为在以后的临床医学应用中提供实验依据。