靶向桑青枯菌的壳聚糖纳米药剂研究

来源 :江苏科技大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:guoxxjie
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
青枯病是青枯劳尔氏菌引起的一种细菌性土传病害,难以防治,传统农药虽具有一定的防治效果,但环境污染、耐药性增加等问题逐渐暴露。本课题组前期研究发现,咖啡酸苯乙酯(Caffeic acid phenethyl ester,CAPE)等咖啡酸酯类化合物作为一种绿色的天然抗菌化合物,对青枯菌具有良好的抗菌活性。因此,本研究以壳聚糖为功能化载体,咖啡酸苯乙酯为药效分子,偶联青枯菌单克隆抗体,制备靶向桑青枯菌的纳米药剂,以期实现桑园青枯病防治的减量增效。主要研究内容如下:(1)靶向桑青枯菌的壳聚糖新型纳米颗粒制备。采用离子凝胶法,以壳聚糖为功能化载体,制备负载咖啡酸苯乙酯的壳聚糖纳米颗粒(Chitosan nanoparticles,CS-NPs)。以包封率和载药率为指标对制备工艺进行优化,检测CS-NPs的包封率及载药率,并使用Fickian模型分析缓释动力学。结果表明,当CAPE与咖啡酸甲酯(Methyl caffeoate,MC)比例为8:0时,CS-NPs的包封率和载药率分别为94.10%和97.30%,远高于已报道抗青枯菌纳米药剂的平均载药率(50-60%)。颗粒在p H为6.5、7.4和9.5的磷酸盐缓冲液中未见明显的突释期,理论半衰期达7.3-11.5 d,比课题组前期制备的纳米颗粒延长1.5-2.4 d。在此基础上,使用EDC/NHS化学偶联法,将桑青枯菌单克隆抗体修饰至壳聚糖纳米颗粒表面,制备壳聚糖靶向纳米颗粒(Targeted nanoparticles,CS-TNPs)。通过免疫PCR和SEM验证桑青枯菌可被抗体特异性捕获,CS-TNPs处理后的桑青枯菌表面可观察到药剂颗粒的结合与吸附现象。因此,本研究成功制备出对桑青枯菌具有特异性结合能力的壳聚糖靶向纳米药剂,与病原菌靶向结合,并实现了药效分子的精准控释。(2)负载CAPE的壳聚糖靶向纳米药剂的抗菌性能。使用酶标仪测定CS-TNPs的半抑制浓度及最小抑菌浓度(Minimum inhibitory concentrations,MIC),结果表明在CAPE浓度为4 mg/m L时,CS-TNPs的抑菌率为93.02%,EC50值为0.98 mg/m L,与原药相比,用药量减少了1.94倍。另外,CS-TNPs的分数抑制浓度指数为0.375,首次提出壳聚糖与CAPE对桑青枯菌具有抑制的协同作用。在相同剂量下,CS-TNPs显著抑制桑青枯菌形成生物膜,比壳聚糖和CAPE单独使用的效果分别提高5.3和4倍,同时平板抑菌直径(13 mm)比药物分子增加1.5mm,验证对桑青枯菌具有更强的抑制作用。SEM结果显示,使用CS-TNPs处理后的桑青枯菌形变与破损更加严重,细胞膜表面出现明显的破孔与凹陷。CS-TNPs的FTIR结果表明,CAPE在3199 cm-1、2883cm-1和1602 cm-1处主峰降低,已被壳聚糖成功负载。Zeta电位、TEM与粒径分析结果显示,CS-TNPs平均粒径为175.13 nm,呈现多孔结构,且偶联抗体后的纳米颗粒Zeta电位由49.5m V降至2.71m V,证明抗体成功偶联。因此,本研究验证了CS-TNPs可通过与桑青枯菌特异性结合破坏细胞膜的表面结构,从而导致桑青枯菌细胞内容物的溢出,具有一定的抑制作用,与药效分子相比表现出更强的抗菌活性。(3)壳聚糖靶向纳米颗粒对桑青枯菌活性氧生成的影响及抑菌机制分析。通过DCFH-DA染色法和q PCR检测不同药物处理后的桑青枯菌的活性氧生成情况,以及致病性相关基因表达量的变化。结果表明,CS-TNPs可以通过提高细菌活性氧的生成水平,对细菌生物膜造成损伤,并显著下调桑青枯菌相关致病基因egl、phc A、hrp B、pil T、pol A、peh C的表达,表达量分别下降至原料药组的1.33、2.11、1.30、1.53、1.61和1.32倍;桑青枯菌III分泌系统相关效应子RS5-1997、RS5-2036、RS5-4055、RS5-4374、RS5-4819表达量与原料药相比,分别下降1.22、1.43、1.43、1.28和1.59倍,均出现显著下调。因此,CS-TNPs可以通过增强菌体的氧化应激,抑制桑青枯菌侵染前期的运动和环境适应能力以削弱其致病力;同时CS-TNPs可以显著下调III型效应子表达,影响宿主植物的免疫反应和定殖后的增殖与扩散,在基因水平上对CS-TNPs的抑菌过程有了新的认识。综上所述,本研究利用价格低廉的壳聚糖代替PLGA作为药物载体,成功开发出对桑青枯菌具有靶向作用的壳聚糖纳米颗粒,大幅降低药物制剂成本,并提高抗菌活性,在青枯病的防治中具有潜在的应用价值。
其他文献
本研究以阿魏酸(FA)、表没食子儿茶素没食子酸(EGCG)和单宁酸(TA)三种不同结构的多酚协同VC合成稳定纳米硒。实验结果发现单宁酸/VC合成稳定的纳米硒为100 nm团簇状组装颗粒。针对其这种独特形貌,论文首先对其结构、形成机制与体外稳定性进行了初步评估。随后对比了两种硒源——亚硒酸钠(Na2Se O3)与纳米硒(Se NPs)在发芽糙米营养强化过程中富硒机制及对发芽糙米理化性质的影响,并通过
学位
随着高职院校美育工作的不断发展,单一的课堂教学已经无法满足新时代美育工作的要求。高职院校的艺术社团作为学生开展美育实践的有效载体,其独特的美育功能能够激发学生感受美、创造美,基于高职艺术社团的美育功能深入挖掘高职美育教育的实践路径,使艺术社团成为高职美育教育的第二课堂,形成对第一课堂的有益补充,真正将高职院校美育实现“面向人人”。
期刊
学位
在水下航行器的振动与声辐射研究中,航行器的中间部分可简化成圆柱壳,前进部分可用锥壳代替,尾部可用半球壳模拟。功能梯度材料是其材料参数在厚度方向上呈梯度变化的新型材料,可以看作是多种复合材料组合而成。本文将锥壳、柱壳、锥柱球壳结合作为主要研究对象,并使用功能梯度敷层,分析其在水中的振动声辐射特性。本文首先从圆锥壳入手,在圆锥壳的运动描述中采用Flügge理论,采用幂级数的形式来表示位移函数。将环肋简
学位
单分子磁体(SMMs)在量子计算机、高密度信息存储材料以及分子自旋电子学等领域有着广泛的应用前景。只有一个磁中心的单分子磁体称为单离子磁体(SIMs),SIMs由于其结构简单易于调控以及有效能垒高等特点成为近年来研究的热点。与过渡金属离子相比,镧系金属离子具有未猝灭的轨道角动量,因此单核的镧系金属配合物具有非常大的磁各向异性,从而产生慢磁弛豫行为。本论文以类直线型配体场为出发点,重点研究了五角双锥
学位
随着科学技术的发展,以及人们对特殊应用场景下使用移动机器人的需求日益增长,使得移动机器人所面临的工作环境日益复杂,这对其自主导航定位的性能提出了更高的要求。因此,本文针对传统基于滤波器的同时定位与建图方法(SLAM)在复杂室内环境下存在数据关联复杂、计算量大、估计精度不高、抗干扰能力差的问题,开展了基于随机有限集(RFS)和图优化理论的新SLAM方法研究。本文的主要研究内容如下:(1)针对基于RF
学位
学位
DNA甲基化是一种进化上保守的表观遗传修饰,与昆虫胚胎发育及滞育有关。家蚕不仅是一种卵期滞育的鳞翅目昆虫,也是研究DNA甲基化与胚胎发育关系包括滞育的良好模式生物。家蚕体内的甲基转移酶系统由Dnmt1和Dnmt2组成,没有Dnmt3。依据家蚕化性次数,即品系滞育世代次数不同,可以划分为一化性、二化性和多化性品系。其中环境和母体遗传因素会影响二化性品系子代蚕卵的滞育性,若亲代蚕卵在25℃高温光照条件
学位
本课题针对复合板焊接时,复层中合金元素渗入基层形成脆性相,产生焊接裂纹;复层金属被稀释,其特定性能降低,如耐蚀性;以及基层和复层线膨胀系数、热导率差别较大,焊接接头附加焊接应力大,焊缝容易开裂等难点,选择C276/A36热轧复合板进行了激光焊接工艺试验,复合板总厚为9mm,其中复层C276厚2mm,基层A36厚7mm。研究了不同焊接顺序、不同激光功率和焊接速度对焊接接头组织和性能的影响。通过3D视
学位
应力是影响甚至决定激光熔覆层服役质量的重要因素。超声冲击处理可以有效地调节应力分布,为激光熔覆产品的质量提供保障。本研究基于超声冲击处理技术,以Fe314合金激光熔覆层试样为研究对象,从实验研究和仿真模拟两方面研究超声冲击覆盖率与熔覆层性能及残余应力状态之间关系。基于此,本文首先探究了超声冲击覆盖率对激光熔覆层显微组织、硬度、耐蚀性的影响及作用机理;然后本文建立了超声冲击数值模型,在定点单次冲击模
学位