目的:纳米银作为一种强效的抗菌剂已引起人们广泛的关注,与其他材料相比,纳米银对微生物表现出强大的毒性,然而对哺乳动物细胞的毒性较小。目前研究表明细菌等原核生物也可以表现出凋亡的特征,并指出细菌凋亡可能是新的抗菌机制的研究方向。虽然纳米银的抗菌机制已有学者涉足,但目前仍未十分明确,本研究旨在进一步探讨纳米银抗菌机制,探索纳米银是否能通过引起细菌发生凋亡这一途径发挥抗菌机制,为纳米银的抗菌机制提供新的研究思路,为细菌凋亡的研究提供理论依据。方法:首先确定实验所用的纳米银溶液的性质,选择大肠杆菌作为代表菌株,采用检测CFU和OD值两种方法,绘制大肠杆菌的生长曲线,确定大肠杆菌的生长状况以及加入纳米银(浓度为5ppm和10ppm)对大肠杆菌生长的影响;采用琼脂糖凝胶电泳的方法检测经纳米银作用后大肠杆菌基因组DNA含量的变化;采用PI染色,流式细胞仪检测的方法,并用Flowjo和Graph Pad Prism软件分析数据,检测纳米银是否导致细菌死亡以及死亡的比例;通过透射电子显微镜(TEM),观察大肠杆菌经纳米银作用后,其形态的变化;采用Annexinⅴ和PI双染色,流式细胞仪检测的方法,并用Flowjo和Graph Pad Prism软件分析数据,检测纳米银是否可以引起细菌发生凋亡及凋亡的比例;采用Brdu-ELISA方法,检测纳米银是否可以抑制细菌增殖,并用Graph Pad Prism软件进行统计分析。结果:1.本实验中所用的纳米银溶液中,纳米颗粒直径约为5~10nm,且形状比较规则均匀。通过大肠杆菌的生长曲线,我们确定纳米银可以引起细菌生长速率的降低,使细菌生长变得迟缓。2.大肠杆菌与纳米银共培养后,提取细菌基因组进行琼脂糖凝胶电泳,分析发现细菌基因组含量下降,这与生长曲线的变化情况相吻合。3.经过PI染色,流式细胞仪检测死亡细菌比例,结果发现浓度为5ppm的纳米银引起的细菌PI染色阳性比例大于10ppm的纳米银。4.通过透射电子显微镜(TEM)观察经纳米银处理后大肠杆菌形态的变化,发现经纳米银处理后,细菌菌体中出现电子致密颗粒,但菌体仍保持完整。5.采用Annexin-ⅴ和PI双染色,流式细胞仪检测凋亡细菌的比例,结果发现加入纳米银之后细菌凋亡的比例增加,并且有统计学意义,浓度为5ppm的纳米银引起的细菌Annexin-ⅴ染色阳性比例小于10ppm的纳米银。6.使用Brd U ELISA检测经纳米银处理后的大肠杆菌,发现大肠杆菌的增殖降低,并且这种减低的趋势与加入纳米银的浓度呈正比。结论:通过我们的实验证明,纳米银的抗菌作用机制,可以通过以下两个方面来阐释:1.纳米银可以诱导大肠杆菌细胞膜磷脂酰丝氨酸外翻,发生细菌凋亡,从而产生抗菌效果。2.纳米银可以抑制大肠杆菌新生核酸的生成,抑制大肠杆菌的增殖,从而发挥抗菌效果。本实验证明,一定浓度的纳米银可以诱导细菌发生凋亡,抑制细菌的增殖,从而发挥其抗菌作用,本实验首次全面从细菌凋亡的角度来阐释纳米银抗菌的机制,为将细菌凋亡理论应用于新型抗菌机制的研究以及一定浓度纳米银的临床应用提供了理论依据。