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致病菌导致的死亡占全球总死亡数的三分之一。金黄色葡萄球菌是一种会导致从皮肤和软组织感染到严重性系统疾病的病原体。目前,抗生素是治疗致病菌感染的首要选择,但抗生素的滥用导致了耐药菌株的出现和传播。因此,开发具有强大抗菌功效的新型抗菌策略在临床上至关重要。光热疗法（photothermal therapy,PTT）是一种新兴的疾病治疗方法,其利用高光热转换效率的材料在近红外（near-infrared,NIR）激光照射下将光能转换成热能,从而治疗疾病。光热疗法具有穿透组织深和副作用小等优点,近年来被广泛研究。然而,光热治疗过程中难以准确监测目标内部的温度。一方面过高的温度易导致周围正常组织的损伤,另一方面近红外光在穿透目标时强度消减,可能导致深处升温不够。纳米酶,作为一种模拟天然酶活性的纳米材料,由于其独特的优势,例如低成本、高稳定性、良好的生物相容性和具有与天然酶类似的反应机理,在生物医学中具有广泛的应用前景。其中,模拟过氧化物酶（peroxidase,POD）活性的纳米酶可将病灶部位过多的过氧化氢（hydrogen peroxide,H2O2）转化为有毒物质羟基自由基（hydroxyl radicals,·OH）,进而破坏肿瘤细胞或细菌,这一新型治疗方式被称为化学动力学疗法（chemodynamic therapy,CDT）。由于多价态的金属离子具有催化反应能力,一些基于金属元素的纳米材料,例如氧化铁纳米颗粒,铜/碳杂化纳米球,Cu-TCPP纳米片,氧化钒纳米点和纳米硫化钼等已被证明具有仿POD活性并应用于抗菌治疗。然而,感染部位中高水平的谷胱甘肽（glutathione,GSH）严重限制了CDT的治疗效果。本课题第一章节设计并制备了一种光控释放硫化钨量子点（命名为WS2QDs）和万古霉素的脂质体纳米颗粒（命名为WS2QDs-Van@lipo）,并对其性能进行了研究。本课题第二章节,我们对WS2QDs-Van@lipo纳米颗粒的抗菌作用和机制进行了研究。本课题第三章节,我们对WS2QDs-Van@lipo纳米颗粒的安全性进行了初步评估。本课题的研究成果,不仅为光控释放的纳米颗粒在细菌感染中的效应与机制进行理论上的新探索,更重要的是为开发生物相容性高的抗感染新药奠定基础。目的:本课题拟选择万古霉素中介耐药金黄色葡萄球菌（vancomycin-intermediate S.aureus,VISA）标准菌株Mu50和大肠杆菌（Escherichia coli,E.coli）标准菌株ATCC 25922作为研究对象,设计并合成了一种包封WS2QDs和万古霉素的光响应脂质体纳米颗粒,观察其通过联合PTT、CDT以及药物疗法的抗菌及抗生物膜效果,明确其具体机制并评估其生物安全性。方法:（1）制备并表征光控释放的纳米颗粒:用薄膜水化法制备脂质体;用低温冷冻电子显微镜观察WS2QDs-Van@lipo纳米颗粒的形貌和尺寸大小;用粒度分析仪评估WS2QDs-Van@lipo的水合粒径和Zeta电势;（2）对纳米颗粒性能评估:对纳米颗粒的光控释放能力、体外催化性能（包括模拟POD酶活性检测、·OH的生成检测以及模拟GSH氧化酶活性检测）、光热性能进行评估（包括评估光热稳定性并计算光热转换效率）;（3）体外抗菌检测和机制研究:通过改良的肉汤微稀释测定法确定Mu50的万古霉素最小抑菌浓度（minimal inhibit concentration,MIC）、平板菌落检测、活/死细菌染色测定检测纳米颗粒的体外抗菌能力;利用电镜观察各种条件处理下的细菌的形态变化;利用DCFH-DA探针检测细胞内活性氧（reactive oxygen species,ROS）水平的变化;（4）体内实验:在小鼠背部局部注射Mu50构建皮下脓肿模型,每组药物治疗后,给脓肿拍照,每2天测量一次小鼠体重;治疗12天后,处死小鼠,切除脓肿部位皮肤组织和主要器官,并用苏木精-伊红（hematoxylin-eosin,H＆E）染色法和胶原纤维染色法（Masson染色）进行组织学分析;将来自脓肿部位皮肤组织的细菌悬浮液铺展在固体培养基上,并在37°C的培养箱中培养24小时,最后通过菌落计数法评估相对细菌生存力;（5）安全性初步评估:收集所有处理组小鼠的血清以评估肝、肾功能;使用MTT法检测纳米颗粒在人角质形成细胞系细胞中的细胞毒性;使用小鼠的新鲜血液对纳米材料的溶血情况进行测定。结果:（1）制备并表征光控释放的纳米颗粒结果:透射电镜图像显示WS2QDs尺寸小于10 nm;粒度分析仪结果显示WS2QDs的水合粒径约为11.25±1.22 nm;X射线衍射图谱结果显示WS2QDs的特征吸收峰与以前文献报道中的一致;冷冻电镜图像和扫描电镜图像均显示WS2QDs-Van@lipo纳米颗粒具有均匀形态的球形,平均直径小于100 nm;元素Mapping分析结果显示WS2QDs-Van@lipo纳米颗粒中O元素和S元素均匀分布均匀,提示WS2QDs的成功包载;粒度分析仪结果显示WS2QDs-Van@lipo纳米颗粒的水合粒径约为146.37±0.67 nm,其PDI值约为0.15±0.01;WS2QDs-Van@lipo纳米颗粒的Zeta电势值为-35.4 m V;（2）对纳米颗粒性能评估结果:紫外-可见分光光度法（UV-Visible spectrophotometer,UV-vis）的结果显示WS2QDs-Van@lipo溶液在NIR区域具有很强的光吸收性;NIR照射后,检测WS2QDs-Van@lipo溶液的温度,发现其温度立即升高且具有浓度依赖性以及功率依赖性,可在10分钟内达到最高温度47°C,光热转化效率为43.67%;在六个开/关循环过程中观察到类似的温度变化;异硫氰酸荧光素（fluorescein isothiocyanate,FITC）释放实验显示WS2QDs-Van@lipo纳米颗粒具有近红外光控释放药物的特性;TMB和H2O2添加至WS2QDs溶液中后,可以在652 nm处观察到典型的UV-vis特征吸收峰;MB降解检测发现WS2QDs以浓度依赖的方式将H2O2催化分解为·OH,其具有温度依赖性,且在p H 6-7中性条件时仍具有很高的反应速率;反应体系内含有过量GSH时,MB的降解减少了,表明WS2QDs具有模拟氧化酶（oxidase,OXD）活性,可消耗GSH;（3）体外抗菌检测和机制研究结果:平板菌落计数实验和活/死细菌染色测定实结果表明,WS2QDs-Van@lipo+H2O2+NIR处理抗菌作用最好;电镜观察显示Mu50和E.coli细菌菌株经WS2QDs-Van@lipo+H2O2+NIR处理后,Mu50细菌细胞壁出现小破裂,E.coli细菌细胞壁变得粗糙,出现明显的孔洞;用DCFH-DA探针检测发现WS2QDs-Van@lipo+H2O2+NIR处理后细菌内产生了大量的ROS;结晶紫染色实验和共聚焦激光扫描显微镜显示WS2QDs-Van@lipo+H2O2+NIR组合处理可以最大程度破坏生物膜;用FITC-WS2QDs@lipo评估该纳米颗粒的生物膜渗透能力,显示纳米颗粒可以有效渗透到生物膜内部;（4）体内实验结果:我们发现接受WS2QDs-Van@lipo+H2O2+NIR治疗的小鼠感染部位逐渐恢复正常,脓肿部位疤痕最小、恢复最快;从脓肿部位深处提取的细菌悬浮液涂布,显示这一处理组几乎没有细菌生长;H＆E染色显示这一处理组小鼠的皮肤组织出现新的毛囊,并且炎性细胞浸润明显减少;Masson染色结果显示这一处理组的胶原纤维最多;（5）安全性初步评估结果:WS2QDs-Van@lipo溶液使用剂量提高到200μg/m L对Ha Ca T细胞也没有明显的细胞毒性;细胞溶血测定试验显示材料未引起明显的溶血;通过收集小鼠血液发现各组处理都没有引起明显的肝肾毒性;与健康小鼠相比,脓肿模型小鼠的WBC和PLT计数显着增加,接受WS2QDs-Van@lipo+H2O2+NIR组治疗的小鼠这些血常规指标已部分恢复。结论:本课题研究表明,抗菌纳米药物WS2QDs-Van@lipo的光热和纳米酶特性可以与常规药物疗法联用,以实现协同的PTT/CDT/药物疗法,体内外产生强大的抗菌作用。