纳米粒子，是养殖新利器！尤其是在处理鱼虾弧菌问题大放异彩！

纳米粒子已被用于多种生物应用，包括抗菌剂。

弧菌病是海水养殖中最常见的疾病之一，由属于弧菌属的细菌引起。它是一种危险的流行性疾病，影响世界各地的野生和养殖海洋物种。水产养殖业的快速扩张导致弧菌病的蔓延，给全球水产养殖业造成重大损失。抗生素是目前水产养殖中治疗弧菌病最广泛的方法之一。然而，抗生素的无节制使用导致耐药细菌的增加。

接种疫苗等弧菌病的替代疗法已显示出显著的积极效果；然而，接种疫苗有时并不划算，因为通过注射反复或频繁接种疫苗会导致高昂的劳动力成本。益生菌已被用作替代品，但主要障碍在于需要施用的益生菌达到一定浓度才能有效，另外，施用益生菌还可能导致动物体内原有细菌池中添加不必要的细菌，从而引发细菌中毒，加剧器官衰竭和死亡。因此，对抗弧菌病的还需要新替代方法，包括应用纳米技术。

一、纳米粒子

纳米技术是近年来发展最快的科学技术创新之一，并取得了巨大的发展。纳米粒子是尺寸在1至100 纳米范围内的微小材料，具有很大的表面积与体积比。纳米粒子的大表面积使其适用于各种应用，例如：生物医学、药物输送、光学和电子。纳米粒子具有独特的物理和化学性质，在为各种生物应用制造新型纳米装置方面正成为越来越重要的材料。

这些纳米粒子在生物应用方面的吸引力源于其重要而独特的特性，例如，它们的表面积与质量之比远高于其他粒子，它们的量子特性以及它们吸收和运输其他化合物的能力。纳米粒子具有巨大的表面积，使其能够结合、吸收和运输其他分子，如药物、探针和蛋白质。

纳米粒子作为一种新兴的创新技术，在水产养殖中有着广泛的应用和巨大的潜力。最近发现纳米粒子在预防微生物生长方面具有潜力。纳米粒子治疗已被证明能有效减少大多数细菌感染，细菌耐药性的风险极小。抗菌性能是纳米粒子最常见的用途之一。虽然发现纳米粒子能有效抑制弧菌，但必须评估其对水生生物的毒性，但是纳米粒子在水生生物中的研究仍然缺乏。

二、银纳米粒子

银纳米粒子 (AgNPs) 已成为各行各业最成功的纳米粒子之一，在抗菌剂方面取得了巨大成就。在一项研究中，研究人员检查了合成的AgNPs对致病性溶藻弧菌的抑制效果，结果表明，通过增加AgNP浓度可以成功减少溶藻弧菌菌落数量。

当AgNP浓度为5微克/毫升时，菌落数量减少，而当AgNP浓度为20微克/毫升时，溶藻弧菌被完全抑制。此外，用AgNP处理可有效控制盐水虾中的溶藻弧菌，有报道称，用AgNP（10微克/毫升）处理的受感染卤虫培养物比未用AgNP处理的培养物具有更高的存活率。

在另一项研究中，测试了两种不同尺寸（16.62和22.22纳米）的AgNPs对哈维氏弧菌的抗菌性能。结果表明，较小的AgNPs对细菌的抗菌活性比较大的纳米粒子更高。这些发现表明，AgNPs具有作为抗菌剂减少养殖物种细菌生长的潜力。

其他研究人员报告称，副溶血性弧菌和鼠伤寒沙门氏菌被AgNPs抑制，最低抑菌浓度 (MIC) 分别为每毫升3.12和12.5微克。扫描电子显微镜检查显示，AgNPs 导致细菌结构和形态发生改变，并破坏了细菌膜的完整性。纳米粒子的正表面电荷与细胞膜的负电荷静电结合，促进了纳米粒子的膜粘附。相互作用导致明显的形态变化，其进一步的特征是细胞质收缩和细胞膜破裂。

三、金纳米粒子

最稳定、最有前途的金属粒子之一是金纳米粒子 (AuNP)。由于其良好的生物相容性和良性，AuNP最近引起了广泛关注。研究了口服AuNP对南美白对虾中副溶血性弧菌的保护潜力。AuNP以每克饲料0.2、2和20微克的单剂量喂给虾。每克2微克的AuNP成功减少了被副溶血性弧菌攻击的虾的组织病理学损伤，并提高了存活率 (80%) 。给虾施用AuNP不会导致任何死亡或毒性症状。

另有研究者报告称，从刺枝鱼栖苔（Acanthophora spicifera）中绿色合成的AuNPs对哈维氏弧菌和金黄色葡萄球菌表现出抗菌活性。25、50、75和100微克/毫升不同浓度的生物合成As-AuNPs，对哈维氏弧菌的抗菌活性比对金黄色葡萄球菌的抗菌活性更高。用最高浓度的As-AuNPs（100微克/毫升）处理的细菌表现出蛋白质泄漏活性显著增加。

在另一项研究中，来自墨角藻的海洋多糖岩藻聚糖被用于合成金纳米粒子 (Fu-AuNPs)，并进一步评估了其对罗非鱼中嗜水气单胞菌的抗菌效果。在浓度为100微克/毫升时，这种合成的金纳米粒子对嗜水气单胞菌的抗菌效果明显优于市售抗生素氯霉素。与未经治疗的感染鱼相比，接受这种纳米粒子治疗的感染鱼的死亡率明显较低。

AuNPs与抗生素结合后能够增强抗菌效果。据报道，载有头孢噻肟的金纳米粒子 (C-AuNPs) 比游离头孢噻肟和AuNPs具有更强的抗菌性能。这是因为AuNPs中含有大量头孢噻肟，而头孢噻肟很容易被细菌吸收，不会被细菌酶大量降解。AuNPs的抗菌作用可能是由于它们能够破坏细菌DNA，最有可能是通过直接接触和阻止转录过程中的解旋来实现的。

四、其他纳米颗粒

研究人员报告称，在正在研究的金、银、钯、钨和其他过渡金属纳米颗粒中，铜纳米颗粒是最便宜的。

合成的铜纳米粒子（CuNPs）对几种弧菌表现出强大的抗菌作用，包括：哈维氏弧菌、副溶血性弧菌 和创伤弧菌，并且CuNP可以作为水产养殖中弧菌病的合适候选治疗方法。

在其他体外和体内研究中，科学家研究了CuNPs对各种致病菌的影响，结果显示卤虫对抗嗜水气单胞菌、溶藻弧菌和副溶血弧菌的存活率显著提高，证明了CuNPs的无毒作用，存活率为100%。氧化铜纳米粒子对抗大肠杆菌作用模式的可能机制在其他研究中也有所提及。其他研究人员报告称，氧化铜纳米颗粒被吸附到细胞表面，降解细胞壁，最终破坏细胞膜，导致细胞膜通透性增加，降低氧化铜溶液中的细菌活力。

氧化锌 (ZnO) 是一种具有独特性质的半导体，包括强激发结合能和宽带隙，这引起了人们的广泛兴趣，并可用于多种应用，例如：气体传感器、生物传感器、光催化剂、太阳能电池和抗菌剂。ZnO是一种已获得美国食品药品管理局 (FDA) 批准的纳米材料，通常被认为在低浓度下安全、有效且无毒。各种研究表明，ZnO 对哈维氏弧菌、副溶血性弧菌和其他细菌具有显着的抗菌功效。

五、观点

由于弧菌的异质性和适应能力，以及其在海洋环境中的大量存在，水产养殖业不断受到弧菌病的挑战。目前可用的抗生素、疫苗、益生菌和植物疗法都有各自的弱点。因此，应优先开发新的有效的弧菌病治疗和预防措施。传统的水产养殖技术为纳米技术的研究和开发提供了机会。

纳米粒子已被用于各种生物应用，包括抗菌剂，并且有可能使用纳米粒子来控制水生生物的疾病。纳米粒子作为抗菌药物的长期使用可能具有宝贵的潜力，因为纳米粒子对细菌施加多种同时作用机制，使细菌难以产生耐药性。

尽管纳米粒子已被用于各种应用，但在使用过程中也出现了一些问题。由于纳米粒子的毒性、稳定性和安全性，其应用受到限制，并且人们对纳米粒子对人类健康和环境的影响存在一些担忧，因为纳米技术行业的工人在材料的生产、运输和应用过程中更有可能接触纳米粒子。随着纳米粒子应用在无数行业中蓬勃发展，皮肤接触纳米粒子、吸入和摄入的风险也更高，这可能导致这些纳米粒子进入血液，对重要器官产生未知的不良影响。需要进一步研究。