微生物感染对人类健康的威胁日益严峻，尤其是细菌生物膜相关的感染及生物膜中细菌对药物更强的耐受性已成为当今医学面临的重大挑战。随着纳米医药技术的发展，新型纳米材料在微生物诊断和防治领域取得了很多应用。本文围绕细菌和生物膜相关感染的治疗提出两种新型纳米抗菌材料——基于碳点和聚多巴胺的杀菌剂。论文优化了这两种抗菌剂的制备方法，深入研究了抗菌剂的物理化学性质，并探索了它们在抗菌和抗生物膜方面的应用以及相应的抗菌机理。
　　基于碳点的杀菌剂：该材料是一种通过二甲基十八烷基[3-（三甲氧基硅基）丙基]氯化铵和甘油一步溶剂热的方法合成的季铵盐化的碳点，粒径为3.3 ± 0.4 nm，表面带有很强的正电荷（电位：+33.1 ± 2.5 mV）。由于革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌细胞壁/膜组分不同，该碳点在浓度为5μg mL–1时，能够选择性对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌展现超强的杀菌效果（>99%），并对其进行鉴别筛选；在浓度为1000或50μg mL–1时，能够选择性对金黄色葡萄球菌生物膜实现>95%的清除或者抑制效果。有趣的是，具有超小粒径的季铵盐化碳点在浓度为50μg mL–1时，能够渗透到金黄色葡萄球菌和大肠杆菌所形成的细菌生物膜内部，并对其进行多色成像。此外，我们证明了该碳点杀菌剂具有良好的细胞相容性。本部分还从碳点和细菌的作用关系（静电作用和疏水作用）方面探讨了该季铵盐化碳点的选择性抗菌和抗生物膜的机制。
　　基于聚多巴胺的纳米杂合体杀菌剂：该材料是通过在粘菌素修饰的聚多巴胺纳米球的表面均匀点缀银纳米点合成的一种纳米杂合体（粒径：267.8 ± 19.3 nm）。该材料以仿贻贝的聚多巴胺纳米球作为载体，可以增强材料与细菌之间的作用。此外，聚多巴胺纳米球还具有光热效果，其在近红外光照下产生的局部光热不仅可以损害细菌，还可以促进材料表面药物（粘菌素/银）的可控释放。在装载粘菌素的聚多巴胺纳米球表面利用多巴胺的还原性合成银纳米点，不但可以促进传统抗生素和广谱杀菌剂贵金属银的结合，而且使得到的杂合纳米材料具有协同抗菌疗效。该材料具有很强的光热转换能力（光热转换效率：~49.4%），可对革兰氏阴性菌大肠杆菌实现>6 logs的灭活效果（银/粘菌素的浓度：5/3.4μg mL–1），并对大肠杆菌生物膜的清除效率高达>95%（银/粘菌素的浓度：30/20.4μg mL–1）。本部分还从细菌细胞壁/膜破坏和活性氧引起DNA分子断裂等角度探讨了该纳米杂合体在抗菌和抗生物膜方面的联合作用机制。
　　总之，本论文针对细菌和细菌生物膜制备出了两种新型纳米材料——基于碳点和聚多巴胺的高效杀菌剂，并研究了这两种材料的物理化学性质、抗菌和抗生物膜效果及其杀菌机制。我们希望本论文工作可以激发研究人员围绕细菌及其生物膜相关感染的诊断和治疗开发出更多的新型抗菌剂，并促进这些新型纳米抗菌材料更广泛地应用于治疗微生物感染等领域，以缓解抗生素等传统抗菌剂在治疗微生物感染方面的医疗窘境。