纳米银的抗菌机理研究进展

吴宗山，胡海洋，任艺，李莉，

（1 北京林业大学理学院，北京 100083；2 北京林业大学生物科学与技术学院，北京 100083）

银的抗菌性早已广为人知并被加以利用，如用银丝织成纱布包裹皮肤创伤、用银器存放食物防止腐败[1]等。但在20 世纪30 年代，人们发现了抗生素并开始大量使用，银系抗菌材料被忽视。近年来，由于抗生素的滥用导致大量细菌发生变异并产生耐药性，如大肠杆菌对卡那霉素和链霉素的耐药性，伤寒杆菌对氯霉素的耐药性[2-3]等。因此，以纳米银（silver nanoparticle，SNP）为代表的新型低成本安全性高的抗菌材料又引起了人们的关注[3-5]。目前，SNP 在洗手液、衣物、洗衣机、食品包装和医用导管以及伤口敷料等抗菌领域已有大量应用[5-6]。虽然有学者采用绿色荧光蛋白标记法对SNP 与微生物之间的作用进行了研究[6]，但是SNP 的抗菌机理依然尚未研究清楚，而这对SNP 抗菌材料的进一步设计、研究和应用产生不利影响。本文将对SNP 的抗菌机制研究进展进行综述。

1 SNP 材料的抗菌特性

SNP 单体材料及其复合材料，均表现出良好抗菌性[2，6]。与传统材料相比，SNP 优点明显。首先，SNP 安全性高。相比较Ag+，SNP 在纳摩尔或微摩尔浓度，即对微生物表现出强烈的抗菌性[7-8]，而对哺乳动物的毒性较低且少有并发症[8]。其次，持久性好。SNP 负载于壳聚糖等载体上持续释放出Ag0，维系较为恒定的银浓度，达到持久抗菌目的[9-10]。第三，广谱抗菌[10]。SNP 能够有效抑制包括金黄色酿脓葡萄球菌（S.aureus）、大肠杆菌（E.coli）和绿脓假单胞菌等多种致病细菌[11-13]以及皮肤癣菌等真菌在内的650 余种致病菌[14]，甚至可杀死HIV-1[8]。第四，不易产生耐药性。经过SNP 处理的细菌基本无法存活，可杜绝细菌产生抗药性[7]。只有极少子代细菌出现抗菌性[14]，如假单胞菌AG259[15]等。此外，SNP 毒副作用小、使用便捷，也是SNP 抗菌材料应用的主要原因之一[5，12]。

尽管SNP 材料抗菌优势明显，但也暴露出一些问题，特别是银积累和迁移造成的生理和环境安全问题[2]。如银富集到较高浓度时对人体和哺乳动物有较大危害，会伴随呼吸进入线粒体、胚胎以及肝脏和循环系统等[13]。Hussain 等[14]研究指出SNP 比Al 和Au 等金属纳米颗粒毒性更强，因此SNP 抗菌材料的应用范围和使用剂量也值得关注[15-17]。

2 SNP 材料的抗菌原理

目前SNP 的抗菌机理研究主要针对E.coli 和S.aureus 展开，而对真菌的研究较少[12-13]，可见SNP的抗菌机制研究尚不充分[15-17]。通常认为是SNP 释放Ag+发挥作用并诱导产生活性氧（ROS）[18-20]。而Taylor 等[19]研究发现SNP 本身直接发挥抗菌作用，并协同释放的Ag+发挥作用，而银盐（硫胺嘧啶银盐等）只通过释放Ag+发挥抗菌作用显著。Sukdeb 等[18]研究表明SNP 对多数细菌的抗菌性强于微米银和Ag+，并归因于小尺寸效应引起的表面电子结构特异性[13]。

2.1 影响细菌生活环境

在溶液中，受O2和质子（H+）协同作用，SNP释放出Ag+或被O2氧化形成纳米Ag2O 再释放Ag+，发挥抗菌作用[15，18]。机理如式（1）所示。

Xiu 等[2]认为SNP 本身对细菌的生长无影响，抑菌作用源于释放Ag+，且严格依赖O2浓度。Yoshinobu 等[21]研究也表明在有氧条件下SNP 和Ag2O 颗粒都表现出较强的抗菌性[16]。但细菌有氧呼吸等新陈代谢极大降低了O2含量，导致Ag+浓度降低并失去抑菌能力。而环境中O2浓度下降，对需氧细菌的影响巨大，直接抑制甚至杀死细菌。此外，Ag+可与体系中的营养元素络合，降低细菌生长所必需元素的浓度，如Ag+可抑制E.coli 对磷酸盐的吸收，致使菌体内的磷元素净流失，此外包括甘露醇、琥珀酸盐、磷酸盐、谷氨酸盐和脯氨酸等营养元素丢失，从而发挥抑菌活性[21]。

也有研究表明，SNP 诱导O2产生氧离子O2-，H2O 产生—OH。加剧消耗O2的同时，对细胞膜进行攻击[22]。在较高浓度Ag+下，Ag+可重新聚集形成Ag0[23]，因此该过程不断持续消耗O2并发挥抑菌作用。

2.2 破坏细胞壁

Ag+和SNP（负载正电荷）通过与带有负电荷的菌体蛋白质（部分E.coli 等）之间的静电吸引，吸附在细胞膜上[22-23]。因其较高的表面能和分散性，SNP 与细胞壁之间发生化学作用并破坏细胞壁的完整性，在细胞壁富集电子部位表现更为明显[21]，导致细胞壁正常功能丧失，如营养渗透等[9]。同时，SNP 和Ag+作为膜的过氧化诱导剂，与部分蛋白和磷酸脂质（phosphate lipids）作用，诱导膜中损伤或分解[18，24]。如图1 所示，经过50 μg/L SNP 处理的E.coli 细胞电子显微镜图片，E.coli 细胞壁有穿孔痕迹，细胞呈现不规则形状，大小异常且细胞壁遭到破坏[9]。

Sonit 等[6]指出粒径小于20 nm 的SNP 易与含硫蛋白结合，干扰蛋白功能并引起细胞壁渗透性变大。这与此前研究结果一致，说明渗透性改变是抗菌的重要途径[8]。如E.coli 短时间暴露在可抑菌浓度的SNP 中，细菌的蛋白质前体聚集明显，培养基中的还原糖增加了3 倍，蛋白提高2 倍[9]。细胞质中的还原糖、蛋白质和K+等营养元素泄漏[25]，表明细胞外膜受损，细菌的跨膜运输失控，正常新陈代谢遭到破坏[9]，并得到了电泳实验的验证[16]。细胞营养元素丢失，导致代谢途径紊乱是细菌致死的重要原因。细胞壁受到Ag+攻击，导致质子动力泵和膜电位遭到破坏[21]，菌体中的三磷酸腺苷（ATP）迅速下降，直接致死[26]。如霍乱弧菌的质子动力由于细胞壁受Ag+作用后崩溃，因跨膜质子梯度消失而死亡[20]。但此类研究并未指明SNP 是与脂多糖或脂蛋白之间相互作用的可能机制。

图1 不同用量SNP 处理后的E.coli 细胞形态变化[9]

因此，SNP 作用于细菌时，首先与细菌细胞壁之间由静电作用结合，后与磷、巯基等含供电子基蛋白结合形成—S—Ag 和—S—SNP，进而紧密吸附于细胞壁上[15，21]，破坏细胞壁完整性，甚至导致膜结构进一步分解，譬如经过SNP 处理后无法形成菌落[9]。

2.3 抑制DNA 复制

SNP 通过膜蛋白和脂质作用（包括渗透性改变和穿孔等），突破细胞壁进入细菌体内。SNP 进入菌体内，聚集形成低分子量的聚集体，细胞壁与细胞膜分离，使得DNA 为免受SNP 破坏而聚集浓缩，致使DNA 停留在复制间期而无法完成复制过程[21]。或者通过阻断细菌内的电子传输系统增强细菌DNA 的稳定性，DNA 无法解开双螺旋，失去复制能力，细胞分裂速度下降[27]。

SNP 和Ag+通过与含大量供电子原子的细胞核、拟核以及线粒体的DNA 结合[11，17]，抑制DNA复制甚至丧失复制能力[7，14]。有报道指出SNP 与DNA 碱基中磷络合形成交叉链接，使嘧啶或嘌呤中相邻氮原子间的氢键被置换，分子内磷酸二酯键被破坏，形成嘧啶二聚体，双螺旋结构消失，引起DNA双链断裂且无法修复、真菌染色体重排等变性行为[20]。而Siddhartha 等[28]研究认为，还可能存在一种对细胞的分裂与活性十分关键的肽底物，通过对其络氨酸的磷酸调控，如导致DNA 变性抑制DNA复制[24]。

2.4 抑制酶呼吸作用

诸多研究[11，17]认为SNP 抑制细菌呼吸作用是另一抗菌方式，途径包括降低菌体内外O2浓度、直接作用于呼吸和ATP 生成相关酶。

SNP 溶解释放Ag+过程消耗O2，而O2在细菌环境和菌体内的溶解度降低，则有效抑制细菌呼吸[29]。如E.coli 体内葡萄糖、甘油、延胡索酸酯和琥珀酸的氧化等减缓显著，说明呼吸相关酶活性受到抑制[25]。Li 等[9]研究发现呼吸链酶经过粒径5nm，浓度5μg/L SNP 处理10min 后，酶活性与未经处理酶的活性相差7 倍，且酶活性与SNP 浓度呈显著反比关系。Hussain等[14]研究发现SNP在较低浓度（5～50μg/L）即表现出对线粒体的强烈破坏作用，而其他纳米粒子MoO3、Al 和Fe3O4等则在较高浓度（100～250μg/L）表现出类似效应。此外，SNP 还可通过降低线粒体的膜电位抑制真核生物呼吸作用[15]。

SNP 穿过细胞壁渗透进入细菌胞内，突破周质障碍，溶解形成Ag+[21]。如图2 所示，Ag+与SNP在细胞内通过与有氧呼吸氧化磷酸化过程中的黄素蛋白（NADH 脱氢酶）中的巯基作用，抑制呼吸链脱氢酶活性，破坏呼吸链[24，30]。这与已有研究结果一致，即通过抑制烟酰胺腺嘌呤二核苷酸-泛醌氧化还原酶（NADH-URE）干扰呼吸链[14，17]。诱导O2获得电子生成O2-并最终转化为H2O2[11]，诱导水产生—OH 和其他活性氧ROS（O·和O2-）[16，21]，阻断了电子传递。ROS 氧化蛋白质和DNA 使之受损，诱导Ag+释放速度加快[31-32]。伴随ATP 产量下降，细菌呼吸效率降低呼吸速率加快[19]，ROS 迅速积累，直至菌体死亡。

图2 SNP 抑制呼吸链过程[30]

2.5 抑制其他酶活性

SNP 进入细胞，因静电吸引，首先与胞内负载有负电荷的酶、蛋白质组或细胞器和脂质结合[22-33]，进而与酶中的硫、氧和氮等电子供体（L-半胱氨酸等）结合[11]甚至替换酶中金属离子[30]，致使酶活性钝化甚至失活[29]。在创伤辅料中，SNP 通过抑制基质金属蛋白酶抑制其生长因子的降解作用，提高创伤愈合速度。此外，Ag+和SNP 与功能蛋白中的氨基酸残基（半胱氨酸巯基）、氨基、咪唑、磷酸和羧基等亲核性基团结合，改变酶三维构象，导致蛋白不可逆变性，细菌正常代谢无法进行[12，17-18]。而在革兰氏阴性菌中，SNP 作用于磷酸酪氨酸多肽，观察到磷酸酪氨酸去磷酸化，而蛋白质的磷酸化过程与细菌体内的信号传导有关[34]，据此推断SNP 通过影响菌体的信号传导，从而抑制或中断细菌的生长。

综上所述，SNP 的抗菌可能是通过下列途径进行（图3）：SNP 在溶液中部分溶解释放出Ag+。SNP和Ag+锚定在细菌细胞壁上带有负电的功能团上，功能蛋白受银的作用，细菌细胞壁和细胞膜结构发生变化，功能紊乱，尤其是改变膜的渗透性[35-36]，进入细胞质，同时引起细菌营养元素流失。银在细胞质中损坏DNA 结构抑制其复制以及呼吸链酶等相关酶活性[13]，最终导致细菌失活。但是在实际环境中由于O2的存在，SNP 变化涉及到复杂生化过程包括SNP 聚集、Ag+释放、Ag+与有机物等络合以及溶解沉淀平衡等[37-38]，SNP 抑菌过程仍然有待于进一步深入研究。

3 抗菌性影响因素

SNP 抗菌性受SNP 的粒径、保护剂、浓度、形貌、电荷、溶解度、溶液离子强度和pH 值、溶解氧浓度[16-19，32-41]等影响，并因菌种及其浓度不同而异[17]。表1 中列出了已报道的多种SNP 的抗菌性研究，结果表明SNP 的最低抑菌浓度（MIC）受多种因素影响。下面分别讨论这些因素的影响。

3.1 粒径的影响

SNP 粒径的分布对抗菌性有决定性影响[16]，表现为SNP 抑菌性随粒径增大而显著下降[4]。在OD600法检测菌落数的生长曲线中体现十分明显，随着SNP 粒径的降低，细菌的生长周期显著延缓[28]。尤其是小于10nm 时，SNP 表现出极佳抗菌性[35]。

Kaviya 等[42]研究发现粒径为8nm 和33nm SNP前者的抗菌性更强。Choi 等[16]认为，粒径为(14±6)nm 的SNP 很难进入菌体内，而粒径分布为3～39nm 的SNP 中，只有粒径处于1～10nm 之间的SNP 能够吸附在细胞膜表面，如进入E.coli 的SNP 粒径分布在(5±2)nm，说明只有较小粒径的SNP才能进入细菌内部。由于SNP 粒径减小103倍，比表面积增大109倍[17]，表面能升高，利于释放Ag+和Ag0[2]，提高抗菌活性[6]。大粒径SNP 比表面积小，附着能力降低，Ag+释放量减少[3]，(11.2±0.9)nm的SNP 的Ag+释放量是(20±10)nm 的14 倍[35]。因此，多数研究者[1，3]认为，SNP 抗菌性与其较高的表面能和表面原子数相关。但是粒径通过影响SNP 聚集动力学，导致沉降也会间接对抗菌性产生影响，小粒径SNP 不仅布朗运动剧烈，其表面电动电势较大粒径SNP 更低且静电斥力影响有限，因此同质量浓度的SNP，粒径较小的SNP 数目密度更大发生聚集的概率也更高[43]。

图3 SNP 的抗菌模型

表1 中的MIC 值较高，是由于在实验中细菌浓度大，在实际生活中是不存在这种高浓度细菌环境[3]。

3.2 形貌影响

研究表明，抗菌性SNP 的形貌紧密联系，尤其是大比表面积的SNP 可与细菌更好结合[17]。不同形貌的SNP 的晶面种类和比例不同，而晶面的稳定性和催化活性的各向异性导致SNP 吸附细胞壁及释放Ag+能力有区别，抗菌性必然表现出显著差异[11]。

目前，关于晶面影响抗菌性的详细机制研究很少报道[19]。有报道认为，(111)面的原子密度高，Ag0活性更强[23]，因此(111)面更易与细菌进行结合，表现出较强的抗菌性[44]。例如三棱柱状的SNP 比球形和棒状SNP 针对E.coli 的抗菌性更好[17]，是由于球形SNP(100)晶面比例较(111)晶面多[45]，棒状的SNP 侧面是(100)面，而两端是(111)面[19，44]。因此有研究预测十面体全部由(111)晶面构成，抗菌性较强[23]。可见，SNP 有效晶面比例不同，抗菌性差别明显。

3.3 保护剂的影响

SNP 易聚合，在SNP 复合材料制备过程中往往使用稳定剂，比如壳聚糖、纤维素、SDS、PVP 及抗生素[2，19]等。分子内含有羟基和氨基数目较多的保护剂与SNP 结合，有利于SNP 稳定保存，但同时对Ag0和Ag+的扩散/迁移有抑制作用[41]，表现为对SNP 抗菌性的促进或抑制作用。

表1 不同实验条件下，SNP 的最低抑菌浓度（the minimum inhibitory concentration，MIC）[9-12，16-19，23，28-39]

保护剂在细菌细胞壁与SNP 之间的连接作用力不同[19]，抗菌效果也各异。Virender 等[19]以SDS作为稳定剂，SNP 的抗菌性略有增强，以失水山梨醇单油酸酯聚乙烯醚（Tween-80）作为稳定剂抗菌性受到抑制，而保护剂PVP 对SNP 的抗菌性无明显影响。SDS 属于离子型表面活性剂，对细胞壁的穿透作用力更强，尤其是对革兰氏阴性细菌[19]，在保护剂和抗菌效性之间实现了平衡。Tween-80 是非离子型试剂，与细胞壁结合存在困难[8]。PVP 提高了SNP 稳定性，因此有利于SNP 发挥抗菌性[14]。Aruna 等[1]研究发现柠檬酸盐、SDS 和PVP 制备的SNP 对S.aureus 和E.coli 抗菌性时，发现PVP 的抗菌性优于SDS 和柠檬酸盐。这是由于在其研究体系中pH 值和离子强度较高，PVP 可更好发挥稳定功能，有效抑制SNP 的聚集沉降。而以壳聚糖为代表的阳离子型保护剂有利于促进SNP 吸附在负电膜蛋白上，可有效提高SNP 抗菌活性[17，46]。Badawy等[47]研究发现在不同保护剂下SNP 表面正负电荷不同导致颗粒聚集状态不同，表现出对芽孢杆菌迥异的抗菌性。而易降解的保护剂柠檬酸能在一定时间内促进SNP 的溶解[5]。

但是研究稳定剂对SNP 抗菌性的影响时存在一个明显的问题就是，不同稳定剂下制备的SNP 尺寸及形貌差别巨大，部分文献报道的粒径差距甚至高达30～40nm，故难以准确比较稳定剂对SNP 抑菌性能的影响[16]。因此，有必要研究用不同稳定剂制备出粒径可控的SNP，本文作者课题组正在此方面进行研究。

3.4 菌种影响

不同种细菌的细胞壁结构有明显差异，SNP 与之作用的蛋白种类和数目也有区别[17]。尤其是革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌的细胞壁结构中肽聚糖厚度差异较大[10，31]。

革兰氏阴性细菌细胞壁的肽聚糖层是脂质和多糖通过共价键形成的网状结构，整体缺乏强度和硬度[31]，因其较薄的细胞壁（约7～8nm）[2]，有利于SNP 吸附和穿透。在正常生长环境的pH 值下，细胞壁脂多糖分子层因含较多羧基导致细胞外膜呈负电性[28]。SNP 容易吸附并锚定在细胞壁上，并与脂多糖发生化学作用。脂多糖是细胞壁维持细胞质正常营养渗透性的关键物质之一[9]，而肽聚糖层多数属于脂多糖，SNP 与脂多糖作用是革兰氏阴性细菌细胞壁渗透率和选择性改变的主要原因[24]。革兰氏阳性细菌缺乏无细胞膜、周质间隙和脂多糖[31]。线性糖链可通过肽键交联形成强度较高的细胞壁[28]，仅具备刚性的肽聚糖层（20～80 nm），缺乏锚定位点，增大了SNP 在细胞壁上的锚定难度[21]，表现为SNP 对革兰氏阴性细菌的抑制作用更加明显[24]。如SNP 对酵母菌和E.coli 的抗菌性强于S.aureus[10]，显著高于P.aeruginosa 和V.cholera[31]。

此外，Choi 等[16]认为SNP 对异养型微生物的抗菌性比自养型细菌更好，如对反硝化细菌的抗菌性较弱[14]。对于真菌，细胞核的核膜也可能影响到SNP 与DNA 之间的作用。有报道指出，由于原核生物由于没有细胞器和核膜，SNP 的抗性远较真核生物更为明显[29]。不过对此类的研究，需要针对更多菌种进行研究工作，而目前还未很好开展[10，20]。

3.5 溶液离子种类与强度影响

细菌的培养条件也会对抗菌测试结果产生影响。根据Shulze-Hardy 规则， SNP 稳定性还受电解质化学价态的影响， Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek（DLVO）理论，一价和二价离子均会导致SNP 随着离子强度升高逐渐沉降[48]。已有文献研究了H+、Na+、K+、Mg2+和Ca2+等阳离子以及F-、Cl-和Br-等阴离子对SNP 稳定性和迁移的影响[47，49-52]。高浓度离子能压缩SNP 双电层或中和表面电荷，降低Zeta 电势，减小静电斥力，促进SNP聚集[32，37，48]。因此，溶液Zeta 电势越高，SNP 粒径越小则其稳定性越好[17，48]。但在一定范围内，Ag+释放量与离子强度正相关，而与过高的离子强度则无明显相关性[37]。SNP 在加入电解液中的数小时内释放Ag+能力迅速提高，而后逐渐下降[32]。Shao 等[48]研究SNP 在蒸馏水和海水中的溶解行为，发现在前者中的Ag+最终浓度是后者的2 倍。

此外，SNP 的表面电动势随着H+浓度提高而升高，在中性和碱性条件下表面电动势则无明显变化[32]。高浓度H+能够削弱SNP 表层的双电层保护作用，降低其稳定性[28]，提高了SNP 的溶解性和Ag+释放量[39]，而中性条件下SNP 很少溶解不易聚集沉降，表面积增加氧化程度提高，Ag+和ROS 减少[49-50]。Frank 等[36]通过统计菌落数比较pH 值分别为6.5 和8.0 时SNP 的抗菌能力，前者的抗菌能力由第一天基本相同逐步扩大到第20 天时是后者的8倍。有研究表明，SNP 在高浓度Na+和K+环境中协同光催化水产生OH-和H+，而Na+协同作用弱，高Na+环境中体系pH 值略微升高而K+导致pH 值明显提高，纳米颗粒间距分别减小和增加[49]，因此Na+环境中SNP 易聚集沉淀。K+因其离子半径较大对SNP 粒径影响略逊于Na+，因此不同半径价态离子的影响也不相同[51]。如对于适量的Ag+螯合剂Cl-，由于形成溶解性更好的AgCl2-或AgCl3-，SNP 抗菌性反而略有增强[52]。Liesje 等[35]按Cl-∶Ag+为1∶2.5（质量比）向SNP 中添加Cl-，Ag+浓度迅速由0.56mg/L 降至0.02mg/L。而不同离子种类和浓度对SNP 影响的研究仍然较少，此方面的工作需要进一步展开[49]。

3.6 溶解氧影响

溶解氧通过影响SNP 的溶解性、粒径及Ag+的释放量影响SNP 的抗菌性，甚至有研究认为SNP毒性主要依赖于氧化还原条件[50]，也有个别文献认为O2的影响作用有限[35]。SNP 的溶解性随着溶解氧浓度的提高而增强，溶解过程见式（2）[32]。

Liu 等[43]研究表明溶解氧浓度低于0.1mg/L 时，SNP 溶解性受到明显抑制。长时间暴露于O2中的SNP，由于表面氧化为不易溶解的Ag2O，因此Ag+释放能力下降[22]。Zhang 等[32]研究发现在含氧7.8mg/L 溶液中，SNP 的粒径先快速增加后不断减小，在无氧条件下则呈缓慢线性增长，有氧条件下SNP 扩散系数减小，沉降速度约为无氧条件下的3～8 倍，这是由于SNP 在有氧条件下，Ag+释放加速导致体系离子强度增加造成的。Emma 等[38]研究发现若除去溶解氧，则SNP 的ROS 和Ag+释放量趋近于0 而与pH 值无相关性。酸性条件下，SNP还原电位随着O2浓度提高而增加，因此在缺氧或厌氧条件下SNP 的Zeta 电动势降低，抑制了Ag+的扩散[37]。也有研究[50]发现pH=7 时Ag+释放量与溶解氧无明显关联，而pH=4 时释放量增加了2～3 倍。此外，SNP 的氧化或者对Ag+的吸附也会引起其表面自由能变化[49]。

3.7 其他影响因素

此外，银浓度也是影响抗菌性的重要因素[16]。由于单位面积细胞壁吸附的SNP 数目增多，渗透率变化迅速，进入细胞内的SNP 和Ag+明显增加[31]，所以SNP 的抗菌能力随着浓度提高而显著增加[22]。但是银浓度过高会引起体系的离子强度增加，导致SNP 沉淀[31]。其他因素如培养基的种类和培养时间等也会对SNP 的抗菌性产生影响。培养时间延长，SNP 逐渐溶解，粒径缓慢减小。培养基中的有机物种类及浓度亦会对SNP 的溶解沉降产生影响[38，47]。

4 结语与展望

综上所述，纳米银的抗菌过程很复杂，并受多种因素的影响。可能经历的途径包括：SNP/Ag+穿过细胞壁渗透进入细菌胞内，突破周质障碍，导致细胞膜成分泄漏，进入细胞内部，抑制DNA 的复制和酶的呼吸作用等，多种作用机制共同产生抑菌效果。SNP 的抗菌性不仅受自身粒径分布、形貌、浓度、保护剂、溶液中的离子种类与强度、溶解氧等因素的影响，也与细菌的种类和培养基等多方面因素有关。但是目前对SNP 抗菌机理的研究还不全面，还有许多问题需要深入研究和探讨，比如SNP在抗菌过程中的作用，SNP 及其释放的Ag+如何与细胞壁、DNA 和酶进行相互作用，如何影响细菌的生化反应和新陈代谢等，这些问题的阐明将有助于纳米银抗菌材料的进一步发展和应用。随着科技的进步，也可以尝试应用基因组学、蛋白质组学和生物信息学等新技术从基因和分子生物学水平上来研究和探讨SNP 的抗菌机理。同时，关于SNP 抗菌性的影响因素，由于在现有的SNP 制备工艺中难以得到单一的影响因素对其抗菌性的影响，因此有必要开展SNP 的形貌及尺寸控制研究，探讨形貌、粒径尺寸、浓度、保护剂等单一因素的影响，为进一步提高SNP 的抗菌性提供科学实验依据。此外，SNP在抗菌作用中，随着化学环境的变化，其自身物理化学属性的改变也是值得关注的研究方向。随着SNP 抗菌材料的应用，银纳米颗粒的暴露量、SNP的多样性和其在环境中的迁移转化及其结构活性与生物毒性的关系等方向将成为下一步研究工作的热点和难点。

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