数百万年以来,许许多多的病原菌一直在危险着人类的生存环境。目前,尽管科技水平日益提高,但近些年却面临着细菌耐药性的困扰,甚至出现了能够抵抗各种抗生素作用的超级细菌。因此,非常有必要寻找一种抗生素的替代品,提高人类生活水平和改善生活环境。作为一种新型碳纳米材料,碳纳米管(CNTs)由于小尺寸效应、量子效应和极大的比表面积,在微生物抗菌方面具有很大潜力。然而,CNTs自身稳定的物理化学性质使其很难分散于各种溶剂中,同时原始的CNTs生物毒性较大,生物相容性低,这都在很大程度上制约了其使用范围。近年来,通过制备CNTs复合材料提高其抑菌性能的研究成为生物医学领域探索研究的新方向之一。本论文首先通过强酸氧化法对原始多壁碳纳米管(r-MWNTs)进行纯化和短切,使r-MWNTs表面带有羧基(-COOH)等活性基团,制备出分散性较好的酸化多壁碳纳米管(f-MWNTs),并对其抑菌性能和机理进行了研究;其次,在此基础上通过酯化作用将聚乙二醇1000(PEG)共价枝接在f-MWNTs管壁,得到聚乙二醇/多壁碳纳米管复合材料(f-MWNTs-PEG),进一步提高了MWNTs的分散性和生物相容性;最后,通过非共价作用(π-π堆积、疏水作用等)将二氢杨梅素(DMY)吸附在碳管上未被PEG缠绕包裹的区域,制备了一种DMY功能化多壁碳纳米管复合材料(f-MWNTs-PEG-DMY)。并以常见的食源性致病菌副溶血性弧菌为研究对象,对MWNTs和f-MWNTs-PEG-DMY的抑菌性能及机理进行了初步研究。主要研究结果如下:(1)利用强酸氧化法制备了f-MWNTs。表征发现在f-MWNTs管壁主要连接上了-COOH等活性基团,且MWNTs被部分短切了,此外f-MWNTs能在去离子水中稳定分散一周,未见明显沉淀产生。(2)在不同的转速和处理时间下,r-MWNTs都会促进副溶血性弧菌生长;而f-MWNTs表现出一定的抑菌性能。在转速为150 rpm,处理时间达到1 h时的抑菌效果最好,此时菌体存活率仅为43.7%。对比分析表征结果,本文初步认为f-MWNTs的抑菌性能主要来源于f-MWNTs对副溶血性弧菌细胞的物理吸附作用。大量的较长的f-MWNTs缠绕包裹在细菌表面,增大了与细菌接触的相互作用,从而引起菌体细胞表面结构的破坏,使细胞生长受到抑制甚至死亡,少量的短切的f-MWNTs对细菌的细胞膜损伤(物理穿刺作用)也会致死菌体。(3)制备了一种DMY功能化多壁碳纳米管复合材料f-MWNTs-PEG-DMY。表征发现PEG只是部分缠绕包裹在f-MWNTs表面,形成“核壳”结构,DMY则通过非共价作用(π-π堆积、疏水作用等)吸附在碳管上未被PEG包裹的区域,形成一些不规则突起,此外f-MWNTs-PEG-DMY在去离子水中有着良好的分散性。(4)对比分析表征结果,本文初步认为f-MWNTs-PEG-DMY的抑菌性能主要来源于f-MWNTs-PEG-DMY对菌体细胞的物理吸附作用以及负载在碳管表面的DMY对副溶血性弧菌强的抑制作用。首先,大量的f-MWNTs-PEG-DMY缠绕包裹在菌体表面,增大了与细菌表面的相互作用,其次,通过吸附在碳管上的DMY发挥作用致死大部分副溶血性弧菌。