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，鹵胺抗菌材料由于具有廣譜殺菌性、長久抗菌功能、對人和環(huán)境安全、穩(wěn)定性好、可再生等優(yōu)點而引起研究者廣泛的關注，廣泛應用于醫(yī)療器械、醫(yī)院、水凈化系統(tǒng)、食品包裝、食物保鮮、衛(wèi)生設施等多個領域。鹵胺抗菌材料的抗菌機理為通過釋放氧化態(tài)氯離子，破壞或阻止細胞正常的新陳代謝作用，促使細菌死亡。根據(jù)鹵胺化合物的抗菌機理，其抗菌效果與跟細菌的接觸面有很大的關系，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與細菌接觸，從而提高其抗菌效果。

2、r>　　由于納米材料的小尺寸效應和表面界面效應，其具備巨大的應用潛力和良好的發(fā)展前景。因此，通過制備納米尺寸的鹵胺抗菌材料來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機載體材料，如果通過獨特的制備技術，使得二氧化硅納米粒子結構上鍵合有鹵胺官能團，充分利用二氧化硅納米粒子的獨特理化性質(zhì)和空間結構以及鹵胺官能團的強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，并研究了其對革蘭氏陽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，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)，并研究了反應條件對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對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌都具有良好的抗菌效果，測試結果表明Cl-DMH/SiO2NPs對大腸桿菌的MIC和MBC分別為25μg/mL和30μg/mL。對金黃色葡萄球菌的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大腸桿菌抗菌性能的影響，實驗表明抗菌性能隨著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)，并利用多種測試手段對其進行了表征。通過抗菌實驗研究了材料濃度和接觸時間對抗菌性能的影響，測試結果表明Cl-DMH/SiO2@Fe3O4NPs對大腸桿菌的MIC和MBC分別為30μg/mL和40μg/mL。對金黃色葡萄球菌的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?？咕Y果表明Cl-DMH/SiO2@Fe3O4NPs對大腸桿菌的抗菌性能優(yōu)于金黃色葡萄球菌。Cl-DMH/SiO2@Fe3O4NPs良好的再生性說明其殺菌所消耗的鹵胺官能團上的氧化態(tài)氯能夠通過簡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)，并研究了反應物比例、溫度和反應時間對Cl-HA

7、/SiO2NPs的氧化態(tài)氯含量的影響，通過TEM、XPS、FESEM、TGA和BET對其進行表征。利用振蕩法證明了Cl-HA/SiO2NPs對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌都具有良好的抗菌效果。測試結果表明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，本論文設計制備了三種鹵胺/SiO2雜化抗菌納米材料，通