[发明专利]碳荧光量子点在抑制大肠杆菌生物膜形成中的应用

说明书

本发明提供了一种碳荧光量子点在抑制大肠杆菌生物膜形成中的应用，所述碳荧光量子点具有优异的抗生物膜活性，同时对正常细胞无毒性；为食品、医药用品以及食品、医药加工环境中有效杀灭大肠杆菌生物膜提供了有效途径。

技术领域

本发明属于纳米材料与生物技术领域，尤其涉及一种碳荧光量子点在抑制大肠杆菌生物膜形成中的应用。

背景技术

生物膜是指微生物群体吸附到某些物体表面或者彼此相互作用，嵌入到由多糖、蛋白以及核酸组成的细胞外基质中所形成的一种紧密结构(Nature ReviewsMicrobiology,14(9),563-575)。细菌生物膜广泛存在于自然环境、医疗器械和工业设备上。生物膜具有极强的抗逆性，危害性极大(Current opinion in microbiology,16(5),580-589)。生物膜的形成会造成食品、医药用品以及食品、医药加工环境、设备的交叉污染(Biomaterials,2011,32(23):5459-5470)。生物膜的形成增加了疾病的可能性并且增大了疾病治疗的难度(Science,301(5629),105-107)。例如，生物膜提高了人类患慢性疾病的风险，增加了器官移植的困难，甚至会导致死亡在工业上，生物膜会破坏各种工业设施，如滤膜堵塞、管道腐蚀等(Nature nanotechnology,7(8),530-535)。然而，目前消除和抑制生物膜形成在工业以及生物医药行业仍是一个巨大的挑战。

现有技术中，单独使用抗生素消除生物膜的效果往往不佳，经常需要手术治疗的干预，从而导致长期治疗的高成本(Cold Spring Harbor perspectives in medicine,3(4),a010306)。并且新型抗生素的开发困难、进程缓慢，远远落后于耐药微生物出现的速度。因此，急需开发一些替代策略来对抗生物膜。随着纳米生物技术的迅速发展，大量的具有独特生物学特性的纳米材料已经被开发出并用于抑制各种生物膜的形成。例如，含有金属/金属氧化物纳米颗粒的纳米材料(ACS nano,11(9),9330-9339)以及高分子聚合物纳米颗粒(Chemical Science,7(2),1016-1027)、纳米粒子胶囊、纳米酶(Angewandte Chemie,128(36),10890-10894)、纳米胶(ACS nano,8(3),2900-2907)、脂质体(Colloids andSurfaces A:Physicochemical and Engineering Aspects,2001,186(1):43-53)等等；纳米材料尽管具有很好的抗生物膜活性，但是它们通常对微生物本身以及人类细胞具有毒性，生物相容性差(ACS nano,2017,11(9):9330-9339)。为了解决这个问题，人们采用化学或是物理的修饰方法改善纳米材料的表面特性以实现既能有效抗生物膜又对细胞没有毒性的目标；但这些修饰方法步骤复杂，往往不适于工业化。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种碳荧光量子点在抑制大肠杆菌生物膜形成中的应用；通过以植物乳酸杆菌菌体为原料制备得到的碳荧光量子点达到抑制大肠杆菌生物膜的目的；该碳荧光量子不仅具有优异的抗生物膜活性而且对正常细胞无毒性。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种碳荧光量子点在抑制大肠杆菌生物膜形成中的应用。

优选地，该碳荧光量子点为乳杆菌为原料制备的碳荧光量子点。

其中，碳荧光量子点通过以下步骤制备得到：

(1)将乳杆菌按照接种于液体培养基中，静止培养，获得乳杆菌的菌体。

(2)将步骤(1)中得到的菌体加入20～50mL水中悬浮放入水热反应釜置于烘箱反应，离心去除大颗粒后，用0.22～0.45μm滤膜过滤获得所述碳荧光量子点。

其中，步骤(1)中的液体培养基为MRS培养基。