纳米银的抗菌抗病毒活性与其粒径和形貌的关联性及其作用机制

传统的无机抗菌材料如银的化合物等具有较强的杀菌能力，但也存在明显的不足，如不具备长效杀菌能力，使用中Ag+ 浓度过高会产生一定的毒性以及杀菌材料容易变色等。纳米银具有缓释Ag+ 的特性，具有长效抗菌抗病毒活性，对生物安全无毒性，也不会产生耐药性。目前对纳米银的抗菌研究大多针对单一粒径的球形纳米银粒子，未能考虑其尺寸效应和形貌效应。本项目试图利用本人在纳米银可控制备技术方面的特长并结合精细的分离技术，从纳米银的尺寸效应和形貌效应出发，系统考察纳米银的生物活性问题。我们的前期研究表明，球形纳米银粒子的生物活性与粒子自身的尺寸效应密切相关，对其他纳米粒子的研究也预示粒子的形貌影响其抗菌活性。本项目的难点和关键问题在于不同粒径和形貌的纳米银粒子的制备及其抗菌抗病毒活性的作用机制。该项目的成功实施，将为纳米银在生物医学等领域的应用和开发提供可靠的科学依据，为实现国家人口与健康领域的战略目标贡献力量。

传统的无机抗菌材料如银的化合物等具有较强的杀菌能力，但也存在明显的不足，如不具备长效杀菌能力，使用中Ag+ 浓度过高会产生一定的毒性以及杀菌材料容易变色等。纳米银具有缓释Ag+ 的特性，具有长效抗菌抗病毒活性，对生物安全无毒性，也不会产生耐药性。目前对纳米银的抗菌研究大多针对单一粒径的球形纳米银粒子，未能考虑其尺寸效应和形貌效应。本项目利用本人在纳米银可控制备技术方面的特长并结合精细的分离技术，从纳米银的尺寸效应和形貌效应出发，系统考察纳米银的生物活性问题。我们分别制备了球状、三角片状和不同长径比的棒状纳米银粒子以及纳米银的网状纳米结构，并对多分散纳米粒子混合粒子进行了高效的形貌分离。抗菌实验结果表明，纳米银粒子对阳性菌金黄色葡萄球菌的杀灭率优于环丙沙星100倍，对阴性菌大肠杆菌的杀灭率稍低于环丙沙星。不同形貌的纳米银粒子的生物活性与粒子自身的尺寸效应也有相关性：三角片状粒子占优的纳米银样品具有最高的抗菌活性，棒状和方块状纳米银的抗菌活性相似，球形纳米银粒子的抗菌活性相对较弱。抗肿瘤细胞实验表明，纳米银粒子对对肿瘤细胞也具有很好的杀灭作用，在棒状、片状、方块状和球状纳米银粒子样品中，棒状纳米银粒子对三种肿瘤细胞的杀灭作用相对较好。该项目的成功实施，为纳米银在生物医学等领域的应用和开发提供了一些可靠的科学依据，为实现国家人口与健康领域的战略目标作出了一定贡献。