致病菌耐药性的持续性增强给食品安全和人体健康带来极大的安全隐患。生物被膜的形成是引起致病菌耐药性的最主要原因之一,给新型抗菌药物的开发提出新的挑战。天然植物活性物质因其优异的抗菌性能、多靶点的抗菌特性及不易引起致病菌产生耐药性等优点,在生物被膜防治方面具有巨大优势和应用前景。本论文通过构建典型致病菌在不同生长环境中形成的生物被膜模型,研究右旋龙脑(Borneol)、柠檬醛(Citral)以及两者联用(The combination of borneol and citral,namely BC)对致病菌生物被膜的抑制和消除活性及其作用机制,为新型抗菌药物的筛选和设计提供基础理论支撑和技术支持。本论文主要研究内容和结论如下:(1)通过调查480份食品样本,共获得96株致病菌分离株,包括沙门氏菌32株、大肠杆菌32株和金黄色葡萄球菌32株;对它们的抗生素敏感性、生物被膜形成能力、Ⅰ类整合子和基因盒的携带情况进行考察。抗菌谱结果表明61.5%的分离菌株对至少1种抗生素具有耐药性,17.7%对3种或3种以上抗生素具有多重耐药性。其中,12株大肠杆菌和18株沙门氏菌的耐药菌株携带有Ⅰ类整合子基因;6株携带有阳性基因盒的沙门氏菌具有弱或中等生物被膜形成能力,其中3株具有多重耐药性;全部大肠杆菌具有多重耐药性,其中7株携带有阳性基因盒的大肠杆菌具有弱或中等的生物被膜形成能力。相关性分析结果表明,携带Ⅰ类整合子沙门氏菌的生物被膜形成能力与细菌耐药性之间并无关联,说明耐药基因的水平转移具有普遍性,与细菌的存在状态无关。(2)以典型致病菌包括大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌和单增李斯特菌为目标菌株,考察右旋龙脑、柠檬醛和BC的抗菌活性和对细胞膜完整性的损伤情况;并以此为基础,考察右旋龙脑、柠檬醛和BC对4种致病菌生物被膜形成的CL13900分子量抑制作用;探究了右旋龙脑、柠檬醛和BC对聚碳酸酯膜和玻璃片表面成熟生物被膜的清除能力和对生物被膜结构的影响;结合胞内蛋白质的泄漏程度确定右旋龙selleck激酶抑制剂脑和柠檬醛抗生物被膜活性的作用机制。结果表明,右旋龙脑和柠檬醛具有广谱抑菌活性,且两者联合使用时,协同抑菌效果显著提高;两者通过阻止细菌黏附,抑制生物被膜的形成,且抑制活性呈现剂量依赖关系;右旋龙脑、柠檬醛以及BC能够杀死碳酸脂膜表面成熟生物被膜内90.73%以上的细菌;生物被膜的形态分析结合细胞内K~+和蛋白质的泄漏情况表明,右旋龙脑和柠檬醛主要通过阻止细菌黏附、破坏细胞膜的完整性,增加细胞膜的通透性,导致细胞内容物泄露,进一步杀死细菌,层层破坏生物被膜结构,最终达到清除生物被膜的效果。(3)采用改进的St(?)ber共沉淀法制备氨基功能化二氧化硅纳米颗粒(Si O_2-NH_2NPs),利用Si O_2-NH_2NPs表面的-NH_2与柠檬醛的活性基团-CHO在水油界面处发生原位反应,生成希夫碱,获得具有核壳结构的O/W型柠檬醛或BC的Pickering乳液(C-Cap/BC-Cap);通过优化实验条件获得最佳制备条件;该乳液在40℃条件下可稳定储藏20天以上。与BC相比,BC-Cap的抗菌活性提高了2-8倍;该乳液对聚碳酸酯膜表面和玻璃片表面的成熟生物被膜均具有极好的清除活性,清除率RNA biology高达99.95%以上;同时,Pickering乳液可有效提高右旋龙脑和柠檬醛的分散性和化学稳定性,有利于两者穿过胞外聚合物(EPS)递送至细菌表面,破坏细胞膜完整性,从而杀死细菌,造成生物被膜结构坍塌,最终达到清除生物被膜的效果。(4)通过模拟伤口感染处的皮肤状态,构建伤口感染模型,考察右旋龙脑、柠檬醛、BC以及BC-Cap对铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌临床致病菌株的生物被膜抑制和清除活性。结果表明,低浓度(1 mg/mL)的右旋龙脑、柠檬醛、BC以及BC-Cap对人工皮肤表面的金黄色葡萄球菌具有良好的抗菌活性,且Pickering乳液的抗菌效果更强;高浓度(10 mg/mL)的右旋龙脑、柠檬醛、BC以及BC-Cap可抑制90.0%以上铜绿假单胞菌在人工皮肤表面形成的生物被膜。通过分析囊性纤维化(CF)病人肺部痰液的主要组成成分,构建SCFM2培养基,考察它们对铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌临床分离致病菌株的生物被膜抑制和清除活性,进一步考察右旋龙脑、柠檬醛、BC以及BC-Cap对类体内生物被膜感染的防控效果。与BC相比,BC-Cap对铜绿假单胞菌的生物被膜抑制效果提高了2-4倍,对金黄色葡萄球菌的生物被膜抑制效果提高了2-8倍;且柠檬醛、BC和BC-Cap可100%清除此模型中金黄色葡萄球菌的成熟生物被膜。最后,利用无脊椎动物-大蜡螟活体模型(Galleria mellonella,G.mellonella),考察了右旋龙脑、柠檬醛、BC以及BC-Cap的体内毒性和抗菌活性。结果表明,柠檬醛、BC以及BC-Cap对G.mellonella的毒性均较小(存活率为89.13-96.43%);柠檬醛(1mg/mL)、C-Cap(1 mg/mL)、BC-Cap(1:9)(0.5 mg/mL)和BC-Cap(2:8)(1 mg/mL)能够显著提高金黄色葡萄球菌感染G.mellonella的存活率,且0.5 mg/mL BC-Cap(1:9)的体内抗菌活性最强。综上所述,本论文通过研究右旋龙脑、柠檬醛、BC及其Pickering乳液对致病菌生物被膜的抑制和消除活性及其作用机制,表明其对致病菌生物被膜防控的巨大潜力,有望作为表面杀菌剂和新型抗菌剂应用于食品工业和临床感染疾病。