鹵胺-SiO2雜化抗菌納米和磁性納米材料的制備及性能研究.pdf

1、近年來(lái)，鹵胺抗菌材料由于具有廣譜殺菌性、長(zhǎng)久抗菌功能、對(duì)人和環(huán)境安全、穩(wěn)定性好、可再生等優(yōu)點(diǎn)而引起研究者廣泛的關(guān)注，廣泛應(yīng)用于醫(yī)療器械、醫(yī)院、水凈化系統(tǒng)、食品包裝、食物保鮮、衛(wèi)生設(shè)施等多個(gè)領(lǐng)域。鹵胺抗菌材料的抗菌機(jī)理為通過(guò)釋放氧化態(tài)氯離子，破壞或阻止細(xì)胞正常的新陳代謝作用，促使細(xì)菌死亡。根據(jù)鹵胺化合物的抗菌機(jī)理，其抗菌效果與跟細(xì)菌的接觸面有很大的關(guān)系，具有較大表面積的鹵胺化合物可以提供更多的抗菌官能團(tuán)與細(xì)菌接觸，從而提高其抗菌效果。

2、r>　　由于納米材料的小尺寸效應(yīng)和表面界面效應(yīng)，其具備巨大的應(yīng)用潛力和良好的發(fā)展前景。因此，通過(guò)制備納米尺寸的鹵胺抗菌材料來(lái)增大其比表面積是提高抗菌效率的有效方法。二氧化硅是一種具有良好生物相容性的無(wú)機(jī)載體材料，如果通過(guò)獨(dú)特的制備技術(shù)，使得二氧化硅納米粒子結(jié)構(gòu)上鍵合有鹵胺官能團(tuán)，充分利用二氧化硅納米粒子的獨(dú)特理化性質(zhì)和空間結(jié)構(gòu)以及鹵胺官能團(tuán)的強(qiáng)大抗菌功效和抗菌功能的可再生性，就有可能合成抗菌功效強(qiáng)大、性能更為優(yōu)良的新型納米抗菌材料。

3、r>　　在本論文中，我們制備了三種鹵胺/SiO2雜化抗菌納米材料，并研究了其對(duì)革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌的抗菌活性。另外，我們還引入了磁分離技術(shù)，為鹵胺/SiO2雜化抗菌納米材料的回收和分離提供了更加快速簡(jiǎn)便的方法。具體內(nèi)容如下:
　　1、制備了一種鹵胺/SiO2雜化抗菌納米粒子材料(Cl-DMH/SiO2NPs)，并研究了反應(yīng)條件對(duì)納米粒子形貌的影響。利用最小抑菌濃度(MIC)法和最小殺菌濃度(MBC)法證明了Cl-DMH/Si

4、O2NPs對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌都具有良好的抗菌效果，測(cè)試結(jié)果表明Cl-DMH/SiO2NPs對(duì)大腸桿菌的MIC和MBC分別為25μg/mL和30μg/mL。對(duì)金黃色葡萄球菌的MIC和MBC分別為15μg/mL和20μg/mL。還用抑菌圈法研究了納米尺寸對(duì)大腸桿菌抗菌性能的影響，實(shí)驗(yàn)表明抗菌性能隨著Cl-DMH/SiO2NPs粒徑的減小而增大。此外，還發(fā)現(xiàn)Cl-DMH/SiO2NPs具有良好的穩(wěn)定性和再生性。
　　2、制備了一

5、種鹵胺/SiO2雜化抗菌磁性納米粒子材料(Cl-DMH/SiO2@Fe3O4NPs)，并利用多種測(cè)試手段對(duì)其進(jìn)行了表征。通過(guò)抗菌實(shí)驗(yàn)研究了材料濃度和接觸時(shí)間對(duì)抗菌性能的影響，測(cè)試結(jié)果表明Cl-DMH/SiO2@Fe3O4NPs對(duì)大腸桿菌的MIC和MBC分別為30μg/mL和40μg/mL。對(duì)金黃色葡萄球菌的MIC和MBC分別為25μg/mL和30μg/mL。濃度為30μg·mL-1的Cl-DMH/SiO2@Fe3O4NPs分別在60mi

6、n和120min內(nèi)可以將濃度約為107CFU/mL大腸桿菌和金黃色葡萄球菌全部殺死。抗菌結(jié)果表明Cl-DMH/SiO2@Fe3O4NPs對(duì)大腸桿菌的抗菌性能優(yōu)于金黃色葡萄球菌。Cl-DMH/SiO2@Fe3O4NPs良好的再生性說(shuō)明其殺菌所消耗的鹵胺官能團(tuán)上的氧化態(tài)氯能夠通過(guò)簡(jiǎn)單的氯化處理而再生。
　　3、制備了一種受阻鹵胺/SiO2雜化抗菌納米粒子材料(Cl-HA/SiO2NPs)，并研究了反應(yīng)物比例、溫度和反應(yīng)時(shí)間對(duì)Cl-HA

7、/SiO2NPs的氧化態(tài)氯含量的影響，通過(guò)TEM、XPS、FESEM、TGA和BET對(duì)其進(jìn)行表征。利用振蕩法證明了Cl-HA/SiO2NPs對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌都具有良好的抗菌效果。測(cè)試結(jié)果表明Cl-HA/SiO2NPs可以在7min內(nèi)將大腸桿菌殺死，10min內(nèi)將金黃色葡萄球菌殺死，表明了其殺菌性能很高效。此外，Cl-HA/SiO2NPs的穩(wěn)定性非常好。
　　綜上所述，本論文設(shè)計(jì)制備了三種鹵胺/SiO2雜化抗菌納米材料，通