氧化锌纳米颗粒的制备及其抗菌效果评价

耐抗生素细菌感染目前正成为一个全球性问题。为解决这一问题，我们致力于开发具有抗菌功能的金属纳米颗粒，利用多种机制来杀灭细菌细胞。氧化锌纳米颗粒以其优异的抗菌能力而著称。

由于这些材料已获得美国食品药品监督管理局（FDA）的批准，已知其对人体具有生物相容性。与其它方法相比，我们所采用的氧化锌纳米颗粒合成方法主要优势在于其操作简便且合成时间相对较短，这得益于基于沉淀反应的合成策略。该方法因此具有很高的效率，尤其从商业化角度来看，非常适合大规模生产；此外，该方法无需特殊设备即可进行化学合成，也进一步增强了其应用吸引力。

我们的研究团队计划进一步开发使用氧化锌纳米颗粒或无机纳米颗粒的抗菌疗法，并将其与药物递送系统相结合，以实现实际应用。为了实现更有效的细菌特异性治疗，我们将利用抗体和凝集素来靶向细菌，降低颗粒对普通细胞的毒性，并开展在真实感染环境中将颗粒递送至病原体的研究。首先，量取200毫升无水乙醇，倒入玻璃圆底烧瓶中。

将烧瓶置于加热套上，在25至40摄氏度条件下持续搅拌。称取500毫克CTAB于50毫升小瓶中，并将其加入烧瓶的乙醇中。持续搅拌溶液，直至CTAB完全溶解。

然后向溶液中加入 1.4 克乙酸锌。将加热套温度设为 70 摄氏度，以升高溶液温度。向混合物中加入 25 毫升 0.5 摩尔的氢氧化钠溶液，反应 1 小时，直至澄清的溶液变为白色。

将溶液分装至50毫升离心管中，然后在室温下以15,000 g离心15分钟。弃去上清液。接下来，向其中一支离心管中加入10毫升蒸馏水，并通过超声处理使纳米颗粒重新悬浮。

将悬浮液转移至另一含有氧化锌沉淀的锥形管中。在室温下以15,000 g离心15分钟，分离纳米颗粒。然后弃去上清液，将纳米颗粒重悬于蒸馏水中。

使用pH试纸检测上清液的pH值，直至溶液呈中性。然后弃去上清液，在60°C下真空干燥样品沉淀24小时，得到氧化锌纳米颗粒粉末。通过透射电子显微镜确认氧化锌纳米颗粒的成功合成。

所获得的纳米颗粒呈圆形。动态光散射结果显示，合成的纳米颗粒平均粒径为130.4纳米，zeta电位为28.92毫伏。所得的zeta电位表明纳米颗粒在水中的相对稳定性。

氧化锌纳米颗粒的吸收光谱在360纳米处显示出氧化锌特有的吸收峰，证实了纳米颗粒的成功合成。X射线衍射分析显示出属于氧化锌的明显晶体峰。首先，使用DPBS配制浓度为2毫克/毫升的氧化锌纳米颗粒溶液。

进行两倍系列稀释以制备不同浓度。将每种测试的氧化锌纳米颗粒溶液各100 µL加入96孔板中。用胰蛋白胨大豆肉汤或TSB培养基将细菌培养物稀释至每毫升100万CFU。

向每个含有不同浓度氧化锌纳米颗粒溶液的孔中加入100微升。将培养板在37摄氏度下孵育24小时。从每个孔中用移液器吸取100微升氧化锌纳米颗粒与细菌混合液，并制备一系列十倍梯度稀释液，直至10的负6次方。

从四个稀释度中各取50微升，转移至胰蛋白胨大豆琼脂或TSA培养基平板上。将琼脂平板在37摄氏度下孵育24小时。为每组选择一个可计数的稀释度，标记该稀释度平板上的所有菌落，并重新计算，使浓度表示为每毫升菌落形成单位（CFU）数量。

利用获得的数据表示相对于阴性对照组的活菌百分比。测试了氧化锌纳米颗粒对每毫升0.5百万CFU的铜绿假单胞菌菌株的抗菌特性。纳米颗粒的抗菌活性随浓度增加而增强。

然而，从初始未稀释的细菌培养物中，细菌菌落数量的明显减少并未观察到。当针对每毫升0.5百万CFU的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）菌株进行测试时，这些纳米颗粒表现出增强的抗菌活性，导致细菌菌落形成显著减少。