介孔二氧化硅纳米颗粒（MSNs）对凝结芽孢杆菌生长及抗生素应激影响的研究

研究人员评估 MSNs 对凝结芽孢杆菌生长的影响，发现其可促进生长、缓解抗生素应激，助力生物技术与医疗。

　　介孔二氧化硅纳米颗粒（MSNs），尤其是 SBA15 和 SBA16，因其有序的结构、高比表面积和生物相容性，提供了一个多功能平台。本研究通过评估它们对具有重要工业价值的益生菌 —— 凝结芽孢杆菌（Bacillus coagulans）生长的影响，探究其作为益生元的作用。扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）分析显示，SBA15 具有网状六边形结构，而 SBA16 具有带管状通道的六边形孔隙，这增加了表面积和孔隙率，有利于细菌附着和增殖。比表面积分析（BET）表明，SBA15 的比表面积为 718 m²/g，孔径为 8.5nm，而 SBA16 的比表面积为 740 m²/g，孔径为 5.4nm，这影响了营养物质的扩散和细菌间的相互作用。紫外 - 可见光谱（UV–Vis）证实了结构的稳定性，SBA15 在 225nm 处有最大吸收峰，SBA16 在 231nm 处有最大吸收峰。动态光散射（DLS）分析表明，SBA15（267.7nm）和 SBA16（367nm）在水介质中具有高分散性，有助于形成稳定的微环境。光密度测量和菌落形成单位测定表明，在较低浓度（0.1 - 1ppm）的 MSNs 存在下，凝结芽孢杆菌的生长显著增强。由于孔径较大，SBA15 比 SBA16 更有效地促进细菌增殖。孔隙率有助于细菌粘附和营养吸收，从而增强了代谢活性。酶分析证实了 ATP 水平的升高，表明能量代谢增加，同时观察到氨苄青霉素的最低抑菌浓度（MIC）出现反常升高，这归因于纳米颗粒介导的抗生素吸附，降低了抗生素的生物利用度，使细菌得以存活。这些发现突出了 MSNs 作为生长调节剂和抗生素应激缓解剂在生物技术和医疗保健领域的应用潜力。