光响应抗菌材料的制备及性能研究

来源 :深圳大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mangix16
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
致病菌感染已严重威胁人类的健康,尤其是抗生素的滥用以及病原微生物耐药性的出现,使得这一问题更加严重。从日常生活中的纤维服装、建筑涂料到饮用水的消毒处理等,都存在大量的微生物,对人类的健康产生了重大威胁,因此新型高分子抗菌材料成为新材料研究的热点之一。基于外界刺激响应的抗菌材料是研究的趋势之一,包括p H响应、温度响应、光照响应、湿度响应、离子响应等,在诸多刺激响应条件中,光照作为一种清洁能源,来源范围广、安全无污染、能量可控,是比较理想的刺激响应方式。本论文设计合成了两类具有光响应特性的抗菌材料,一类基于孟加拉玫瑰红分子,以棉纺织品为基底,研究了可见光(绿光)响应的抗菌材料,通过共价键键合的方式,制备了绿光催化的抗菌棉纺织品,并对孟加拉玫瑰红整理前后的棉纺织品进行了表征,对比分析了整理前后棉纺织品的亲水性,力学性能,透湿性以及抗菌活性,细胞毒性等,对于抗菌机理也做了分析测试,最后对于其在水消毒方面的应用也做了研究;另一类基于偶氮苯分子的紫外光响应抗菌材料,通过合成制备了几种不同的偶氮苯类分子,并确认了分子的结构,研究了其光响应特性,并研究了抗菌活性。首先,基于孟加拉玫瑰红分子(RB)研究了绿光引发的抗菌材料,采用孟加拉玫瑰红(RB)对棉纺织品(CF)进行表面化学改性,成功地制备出了RB功能化的棉纺织品(RB-CF)。通过SEM观察了RB整理前后棉纺织品的形貌,并且根据相关的国家标准进行服用性能和力学性能的测试。结果表明改性后的样品很好地保留了棉纺织品的原有特性,如亲水性、透湿性、断裂强力、断裂伸长率、撕破强力和顶破强力。研究了RB-CF对金黄色葡萄球菌(S.aureus,ATCC 6538)和大肠杆菌(E.coli,ATCC 25922)的抗菌活性。结果表明,在4 h的绿光照射下(500-570 nm,5 m W/cm2)对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率超过99.99%,与可见光(420-700 nm,5 m W/cm2)和黑暗条件下(24 h)的抑菌率相比,获得了较好的结果。抗菌机理表明RB-CF在绿光照射下能够产生活性氧从而造成细菌死亡。进一步的实验结果表明,绿光照射下的RB-CF与相同量的RB相比能延长单线态氧的释放时间,对目标菌的伤害更大。RB改性后的棉纺织品无溶出,具有较低的细胞毒性和较高的稳定性,此外,光催化消毒和循环实验表明,即使经过5次重复使用,大肠杆菌的杀菌率仍达到99.99%以上。在光催化过程中未检测到游离RB的释放,表明了RB改性棉纺织品在公共卫生防护方面的潜在应用价值;因此,温和环保的绿光触发的RB-CF具有巨大的工业和医疗应用潜力,包括但不限于手术设备水净化、废水消毒和公共卫生设施方面。其次,基于偶氮苯分子研究了紫外光响应抗菌材料,合成了三种抗菌剂。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁氢谱(1H-NMR)表征了其分子结构,用紫外-可见分光光谱仪(UV-vis)研究了其光响应特性,即反式构型与顺式构型之间的相互转变。结果表明,在紫外光(365 nm)照射下,抗菌剂会由稳定状态的反式转变为顺式,而在黑暗,可见光条件下,会逐渐由顺式回复到反式状态。最后用全自动生长曲线仪研究了其不同浓度下的抗菌活性,结果表明,合成的抗菌剂具有良好的杀菌效果。具体如下:不同浓度的PMA-AZO-Arg-OH对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都有较好的杀菌效果,对金黄色葡萄球菌的MIC抑菌浓度更低,为5 mg/m L,而对大肠杆菌的MIC抑菌浓度为12 mg/m L。并且反式PAA-AZO-Arg-OH对金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度为10 mg/m L。
其他文献
学位
磷酸掺杂聚苯并咪唑膜材料由于具有卓越的稳定性、高的机械强度,同时在高磷酸掺杂条件下还具有较高的质子传导率,被认为是最具潜力的高温质子交换膜(HT-PEM)材料。然而,在高磷酸掺杂条件下,聚苯并咪唑膜的机械性能急剧降低,同时膜中吸附的磷酸容易流失,影响质子交换膜燃料电池的性能和使用寿命。因此,如何在获得具有高质子传导率的同时改善高磷酸掺杂对聚苯并咪唑膜带来的负面影响,是磷酸掺杂聚苯并咪唑高温质子交换
学位
学位
学位
随着全球城镇化水平的不断提高,城市交通运输网络的日益完善,机场群逐渐步入了全球化的视野。区域多机场系统的出现给机场旅客吞吐量的准确预测带来了难题,尤其近年来高速铁路的快速发展,与航空运输在空间市场上存在的竞争进一步增加了机场旅客吞吐量预测的复杂难度。由此可见,机场旅客吞吐量不再是单一指标作用下的产物,而是一个复杂系统共同作用下的生成物,如何对其进行准确预测成为了新的难题。本文首先论述了当前民航与高
荧光探针技术具备响应快速、灵敏度高、时空分辨性高,对样本无破坏性等优点,在分析化学,生物学和环境学等领域均有广泛的应用。黄酮衍生物是一类典型的具有激发态分子内质子转移(ESIPT)效应的荧光探针,这类探针通常具有双荧光现象,短波长处的荧光归属于正常激发态(N*)的发射,而长波长处的荧光则对应光学互变异构体激发态(T*)的发射。这类染料对微环境的性质十分敏感,如分子间氢键、极性、局部电场等。基于这些
学位
通过电化学水分解生产氢气被认为是实现未来能源可持续发展的最有前途的方法之一。该技术大规模应用的关键是开发低成本的高效电催化剂来代替贵金属基催化剂。含量丰富的过渡金属基双功能电解水催化剂因为能同时增强析氢反应(HER)和析氧反应(OER)的催化活性及简化水分解系统而受到广泛关注。然而制备具有优异性能的双功能电催化剂仍然是一个巨大挑战。过渡金属磷化物被认为是潜在的双功能催化剂,但是存在金属活性位点少、
学位