纳米抗菌技术的发展与应用前景

抗菌技术 抵御有害微生物侵蚀人类维持生命的有效手段。纳米颗粒是具有独特的表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应的粒径小于10^-9m的粒子。纳米抗菌剂在纺织、化纤、塑料、陶瓷、家电、医学等领域的成功应用及其应用前景,使纳米抗菌材料及其技术将成为与人类生活息息相关的研究热点之一,有可能成为21世纪人类生活用品的一项革命。     

抗菌剂及抗菌材料在个体防护产业中的应用和发展

对当前的各种抗菌剂进行了对比分析，比较了天然抗菌剂、有机抗菌剂、无机抗菌剂的优缺点，并对抗菌材料在个体防护产业中的应用和发展提出了展望。     

炻器餐饮具的抗菌研究

以一种特种陶瓷--炻器为载体,分别用负载TiO2光催化薄膜和添加抗菌剂的方法进行炻器餐饮具的抗菌研究.结果表明,在紫外光和日光下,表面负载了TiO2膜的炻器灭菌率分别为90%和88%,均高于未负载TiO2膜的炻器,且灭菌率随光强的增加而提高.复合银盐显示了很好的杀菌效果,当釉表层银含量为0.2%时,24 h内对所有细菌的灭菌率为94.6%、总大肠菌群为96.9%.复合锌盐也有一定的灭菌效果,当釉表层锌含量为1.1%时,24 h内对所有细菌的灭菌率为56.8%,总大肠菌群为59.3%.但将TiO2粉末加入炻器表层的釉中,却未显示灭菌作用.对掺杂的炻器表面层成分和掺杂后Ag 、Zn2 的溶出量进行了测定,对灭菌结果和机理也进行了讨论.     

无机抗菌剂在建筑涂料中的应用研究

研究了5种无机抗菌剂：锌型沸石抗菌剂、银型沸石抗菌剂、氧化锌晶须复合抗菌剂、纳米TiO2光催化抗菌剂和Ca10-x-yTixZny（PO4）6（OH）2复合抗菌剂在涂料中的应用.以对大肠杆菌（E.coli）的灭菌效果评价抗菌性能.结果表明：锌型抗菌涂料的抗菌效果较差,后4种类型抗菌涂料具有很好抗菌效果.但是,银型抗菌剂和氧化锌晶须复合抗菌剂在涂料中存在易引起涂料变色和难分散问题;纳米TiO2光催化型抗菌剂在涂料中易加快涂料老化;而Ca10-x-yTixZny（PO4）6（OH）2复合抗菌剂既具有良好的抗菌性能,又对涂料的基本性能没有影响,它能够应用到抗菌涂料中.     

无机抗菌剂在建筑涂料中的应用研究

研究了5种无机抗菌剂:锌型沸石抗菌剂、银型沸石抗菌剂、氧化锌晶须复合抗菌剂、纳米TiO2光催化抗菌剂和Ca10-x-yTixZny(PO4)6(OH)2复合抗菌剂在涂料中的应用。以对大肠杆菌(E.coli)的灭菌效果评价抗菌性能。结果表明:锌型抗菌涂料的抗菌效果较差,后4种类型抗菌涂料具有很好抗菌效果。但是,银型抗菌剂和氧化锌晶须复合抗菌剂在涂料中存在易引起涂料变色和难分散问题;纳米TiO2光催化型抗菌剂在涂料中易加快涂料老化;而Ca10-x-yTixZny(PO4)6(OH)2复合抗菌剂既具有良好的抗菌性能,又对涂料的基本性能没有影响,它能够应用到抗菌涂料中。     

新型抗菌剂——群体感应抑制剂与传统抗菌剂对大肠杆菌的联合毒性效应

群体感应抑制剂(QSIs)作为一种抗生素的可能代替品,具有广阔的应用前景.一些研究指出QSIs与传统抗菌药物联合使用可以在提高药效的同时降低细菌耐药性.随着QSIs使用量地逐渐增大,在环境中可能与传统抗菌剂以混合的形式存在,因此有必要研究QSIs与传统抗菌剂的潜在联合毒性效应.但是,在目前的相关联合毒性效应研究中,被研究的传统抗菌剂种类有限,传统抗菌剂与QSIs的联合毒性效应可能由于传统抗菌剂的不同而发生改变.本文以大肠杆菌为受试生物,以磺胺和银类抗菌剂作为传统抗菌剂的代表,研究了两类传统抗菌剂与QSIs的二元以及三元联合毒性效应.结果表明,在磺胺-QSIs的30组二元联合毒性效应中,有24组表现为拮抗,6组表现为相加;在银类抗菌剂-QSIs的10组二元联合毒性效应中,有6组表现为拮抗,4组表现为相加;在磺胺-银类抗菌剂-QSIs的60组三元联合毒性效应中,有47组表现为拮抗,13组表现为相加.通过对比2种银类抗菌剂与QSIs的二元联合毒性效应,可以看出2种银类抗菌剂提供制毒部分的可能均为银离子;并且由于银类抗菌剂能最快地进入细菌细胞并完成与巯基的结合进而发挥药效,所以在三元混合中,银类抗菌剂可能起主要作用.     

抗菌剂对大肠杆菌浓度依赖的联合耐药效应

选择磺胺增效剂(SAPs)、纳米银(AgNPs)以及磺胺(SAs)3类常用抗菌剂,研究了SAPs-AgNPs、SAPs-AgNPs-SAs对大肠杆菌(E.coli)的联合耐药效应,利用突变单位法(MU)和质粒接合转移单位法(CTU)判别了混合抗菌剂在不同浓度下的联合耐药作用模式.结果表明,3组SAPs-AgNPs和9组SAPs-AgNPs-SAs表现出浓度依赖的联合耐药效应,即对E. coli突变促进效应的联合作用模式主要表现为拮抗,对E. coli质粒接合转移促进效应的联合作用模式随浓度由拮抗变为协同,推测这与抗菌剂的作用机制有关.较单一抗菌剂,SAPs-AgNPs、SAPs-AgNPs-SAs混合抗菌剂在低浓度时降低了细菌耐药性风险,在高浓度时降低了抗性基因(ARGs)的产生风险但增加了ARGs的传播风险.     

NGO/PDA-DAG改性膜制备及抗污染性能研究

以多巴胺（DA）、1,3-二氨基胍盐酸盐（DAG）、氨基化氧化石墨烯（NGO）为改性剂,将氧化沉积和表面接枝法联用于聚偏氟乙烯（PVDF）原膜表面改性,得到NGO/PDA-DAG改性膜,研究改性膜的制备条件及其抗污染性能.结果表明：①改性膜最佳制备条件为DA浓度1.5mg/mL,DA氧化沉积时间4h,DAG质量浓度1wt%,NGO浓度2mg/mL,NGO接枝时间1h;②改性膜的亲水性能改善明显.改性剂向膜面引入了-NH₂、C=N、-OH、C=O等亲水性官能团,使静态接触角由68.7°（原膜）下降到38.7°（改性膜）;③改性膜比原膜具有更高的机械强度.改性层改善了原膜表面应力传递盲区,使改性膜表面粗糙度由原膜的46.5nm下降到18.3nm.改性膜的拉伸强度和杨氏模量分别为22.83和376.25Mpa,比原膜提高了39.72%和13.57%;④改性膜的选择透过性和抗有机污染性能显著提高.与原膜相比,改性膜对牛血清白蛋白（BSA）的截留率提高18.64%、纯水通量恢复率提高34.08%、膜总污染率下降20.67%（可逆污染率提高13.41%、不可逆污染率下降34.08%）;⑤改性膜抗菌性能强,且抗菌效果稳定持久.改性膜连续4次抗菌测试（38℃下接触2h）的平均抗菌率分别为92.3%、88.5%、87.9%、85.6%,能有效防止生物膜污染发生,而原膜无任何抗菌特性.     

银系抗菌剂与有机抗菌剂对大肠杆菌的联合毒性效应

抗菌剂的长期滥用导致细菌耐药性问题不断加剧,这对人类的健康生存和长期发展构成巨大威胁.银系抗菌剂作为不易产生耐药性的无机抗菌材料,可以将其与有机抗菌剂联合使用以提高抗菌效果,从而达到减少抗菌剂滥用的目的.但由于有机抗菌剂的结构及单一作用机制不同,使得银系抗菌剂与其联合后会产生不同的抗菌效果,因此有必要研究银系抗菌剂与不...     

二氧化钛载银抗菌剂的研究进展

介绍了二氧化钛系和银系无机抗菌剂在国内外的研究现状、杀菌机理以及存在的问题，论述了二氧化钛载银改性杀菌材料的最新进展，并就其研究开发亟需解决的关键问题提出了可行性建议。