海洋环境中的细菌暴发、工业污染、核污染和抗生素滥用，已经严重威胁着海鱼、虾和贝类的生存。特别是，病原体和细菌对抗菌素产生耐药性，已经成为一个严重的问题，我们需要新的和更有效的抗菌物质。
我们都知道金属纳米颗粒（NP）具有抗菌作用，并能有效地抑制微生物的耐药性。因此，今天笔者分享的这项研究，评估了Nano-SiO2对于对虾养殖当中，四种常见病原体的影响（创伤弧菌、副溶血性弧菌、鳗弧菌和迟钝爱德华氏菌）。
纳米-SiO2粉末是一种无机化学材料，俗称"超细黑白碳"，平均尺寸为20-60nm，可高达100nm，无毒、无味、无污染。
Nano-SiO2粉末是一种无机化学材料，俗称"超细黑白碳"。
1、纳米-SiO2对致病菌生长的影响
纳米-SiO2可以与细菌表面结合，破坏细菌的细胞壁，从而杀死细菌。不同浓度的纳米-SiO2可以抑制或者促进细菌的生长。浓度为0.1、0.01毫克/mL的纳米-SiO2对创伤弧菌、副溶血性弧菌、鳗弧菌和迟钝爱德华氏菌，有很强的抑制作用。并且随着纳米-SiO2浓度的增加，它的抗菌作用也增加。
这类似于以前研究报道那样，由椰子壳合成的银纳米粒子 (AgNPs) 的抗菌作用。浓度0.1毫克/升的纳米-SiO2对鳗弧菌生长有抑制作用是最强的，但纳米-SiO2浓度的增加。抑制作用不明显。然而，总的来说，纳米-SiO2对鳗弧菌有抑制作用。
2、纳米-SiO2对细菌多糖的影响
壳聚糖是一种脱氧甲壳素。壳聚糖无毒、生物相容、抗菌、生物降解，适用于生物医学、组织工程、伤口愈合、伤口包扎等领域。纳米二氧化硅和壳聚糖的结合可以增强包膜的抗菌能力。
实验结果表明，纳米-SiO2可以改变壳聚糖的吸附特性，从而对壳聚糖的嫁接能力产生一定的影响。这一结果与Zeng et al., 2012年的研究结果相似，多糖的生物功能可以通过与NP的结合而降低。
实验：（a）壳聚糖多糖的形成，（b）壳聚糖多糖的重量比较。（第1组：对照组；第二组：纳米SiO2 H2O2；第三组：纳米SiO2 UV；第四组：纳米SiO2 H2O2 UV。）
除第四组之外，在所有组都观察到多糖的形成。然而，几个小时后，只有对照组中的胶体是稳定的，而其他组则进入液体状态。因此，纳米-SiO2可以减少多糖的吸附。
3、纳米-SiO2对细菌DNA的影响。
光催化技术是目前最先进的技术之一，可以去除环境中的污染物，紫外线 H2O2是一种很有前途的、先进的氧化过程，可以控制水污染和可重复使用的设备。Guo et al., 2017使用纳米-SiO2的光催化能力与H2O2的结合，提高了灭活抗生素细菌和抗生素耐药性基因的去除效率。这项研究的结果也表明这种结合具有抗菌作用。
在这项研究中，H2O2可以在低浓度下降解DNA。然而，紫外线可以将DNA连接成更小的片段，并将这些片段分散开来，这比H2O2好得多。在加入低浓度的纳米-SiO2后，我们发现单独的H2O2对DNA没有明显的伤害。因为纳米sio2在理论上是一种抗紫外线材料，所以它与紫外线的结合可以减缓DNA的破坏。纳米-SiO2可以在一定程度上将DNA连接成段，并破坏DNA结构。
在这项实验中，电位结果显示DNA部分或完全分散。然而，最明显的是紫外线和H2O2的综合影响。换句话说，如果传统的紫外线或H2O2消毒无效，则需要大量的剂量，那么添加一些纳米sio2就会增加这种效果。
4. 纳米-SiO2抑制细菌的致病基因
Tlh、trh和tdh是副溶血性弧菌的毒性基因，它们通常被评判细菌的致病能力。
结果表明，纳米-SiO2通过抑制在副溶血性弧菌致病基因的表达，减少副溶血性弧菌致病基因的感染。
5. 提对虾感染副溶血性弧菌的存活率
病虾的评估标准包括：软壳、缓慢移动、尾端损伤、肝胰腺萎缩和死亡....，所有这些都是虾感染副溶血性弧菌最典型表现。结果表明，在感染副溶血性弧菌的环境中，死虾的感染率呈线性上升，最高可以达到100%。但是使用纳米-SiO2的存活率为50%，这个说明了纳米-SiO2抑制了副溶血性弧菌。
实验：a：实验环境；b：感染副溶血性弧菌虾的死亡率。(实验组1：副溶血性弧菌，1mm H2O2；实验组2：副溶血性弧菌，纳米sio2和1mm H2O2)
5、研究结论
纳米-SiO2对细菌的生长，对细菌生长有相当大的抑制作用，但其最大抑制浓度与纳米-SiO2的浓度关系并不是很大，而最关键的是其状态。因此，当纳米固体颗粒状的sio2被用于水产养殖时，应该将它转换成胶态或悬浮态，以便更均匀地分散。
此外，结果表明，虾感染副溶血性弧菌时，使用纳米-SiO2，可以有效的抑制副溶血性弧菌。
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