两亲性N-卤胺抗菌剂的制备及抗菌性能研究

发布时间：2020-11-13 23:52

　　 病原菌导致的细菌污染已经严重威胁到了人类的健康。近些年来,研究者们已经在抗菌领域方面有了巨大的突破。在众多抗菌剂中,由于N-卤胺是一种广谱杀菌、结构稳定性和可再生性的高效抗菌剂,受到了研究者们的普遍关注。就目前研究者们开发的N-卤胺高聚物抗菌剂而言,都是疏水性或者是亲水性的N-卤胺抗菌剂。但是由于疏水性N-卤胺高聚物抗菌剂与细菌接触较难,杀菌效果不是很好,而亲水性N-卤胺高聚物抗菌剂水溶性特别好,容易产生聚集,导致抗菌效果较差,作为抗菌材料有一定的局限性。因此,开发一种两亲性N-卤胺高聚物抗菌剂是十分有必要的。两亲性共聚物由于同时含有疏水基团和亲水基团,所以兼具疏水性和亲水性N-卤胺高聚物抗菌剂的优点,基于此本论文设计了一种两亲性三元N-卤胺高聚物抗菌剂。本论文选用甲基丙烯酸甲酯(MMA)为疏水单体,甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)为亲水单体,3-烯丙基-5,5-二甲基海因(ADMH)为N-卤胺前体。甲基丙烯酸甲酯由于含有酯基,而使其在聚合反应中容易与3-烯丙基-5,5-二甲基海因反应,甲基丙烯酸羟乙酯有良好的水溶性,且生物相容性好。上述这些优点使这三种单体容易通过聚合反应制得三元共聚物,再经次氯酸钠氯化(NaClO)即可得到N-卤胺共聚物。论文的主要研究内容如下:1.通过自由基共聚的方法将甲基丙烯酸甲酯(MMA),甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)和3-烯丙基-5,5-二甲基海因(ADMH)共聚制得一种新型两亲性N-卤胺三元共聚物[P(ADMH-MMA-HEMA)],为了比较两亲性三元共聚物与二元共聚物的抗菌性能,通过同样的方法制备出疏水性和亲水性二元共聚物[P(ADMH-MMA)和P(ADMH-HEMA)],进而经次氯酸钠氯化得到N-卤胺共聚物。通过各种表征手段对所制备的聚合物进行化学结构和形貌的分析。抗菌实验以金黄色葡萄球菌(S.aureus)和大肠杆菌(E.coli)为模型菌,通过平板计数法和抑菌圈法对三种不同的N-卤胺抗菌剂进行了抗菌性能探究。结果表明,其抗菌活性是接触型杀菌和释放型杀菌的协同作用。抗菌动力学实验表明,这三种N-卤胺的杀菌效果具有时间依赖性,而且两亲性三元N-卤胺P(ADMH-MMA-HEMA)-Cl较二元N-卤胺的抗菌性能有所提高。MTT比色法对其毒性进行测试,即使N-卤胺的浓度为1000μg/m L时,细胞存活率也能达到90%,说明N-卤胺具有良好的细胞相容性。2.在抗菌领域,静电纺丝技术已经成功制备出各种复合纤维。将上述制得的两亲性三元共聚物通过静电纺丝将其制备成纤维。分别通过FITR、~1HNMR、XPS和SEM对其结构和形貌进行了表征。配置不同浓度的纺丝液,结果发现浓度为47.7 wt%时,所得到的纤维分布均匀连续,直径为1.2-2.5μm之间,较为理想。分别通过先纺丝后氯化和先氯化后纺丝制备出N-卤胺纤维。SEM结果表明,经过先纺丝后氯化技术制备出的纤维形成了N-卤胺结构。采用平板计数法和抑菌圈法对N-卤胺纤维的抗菌性能及抗菌机理进行了探究,结果表明,N-卤胺纤维有较强的杀菌性能,对金黄色葡萄球菌的杀菌效果优于大肠杆菌,且N-卤胺纤维的杀菌机理为接触型和释放型的共同作用。对N-卤胺纤维的抗菌活性与浓度和时间的关系进行了探究,结果表明,当浓度10 mg/m L时,与细菌接触时间超过30min时,即可发挥优异的抗菌活性,说明N-卤胺纤维的抗菌活性对浓度和接触时间具有一定的依赖性。
【学位单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TB34
【文章目录】：
中文摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 抗菌材料
        1.1.1 抗菌剂的分类
        1.1.2 抗菌材料的应用
        1.1.3 抗菌性能的测试方法
    1.2 两亲性共聚物
        1.2.1 两亲性共聚物的定义
        1.2.2 两亲性共聚物胶束的制备方法
        1.2.3 两亲性共聚物的分类
        1.2.4 两亲性共聚物的应用
    1.3 静电纺丝
        1.3.1 静电纺丝的概述
        1.3.2 静电纺丝的应用
    1.4 论文的选题及构思
    参考文献
第二章 两亲性N-卤胺抗菌材料的制备及抗菌性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 试剂与仪器
        2.2.2 二元共聚物P（ADMH-MMA）和P（ADMH-HEMA）的制备
        2.2.3 两亲性三元共聚物P（ADMH-MMA-HEMA）的制备
        2.2.4 N-卤胺的制备
        2.2.5 N-卤胺的抗菌性能测试
        2.2.6 细胞毒性测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 共聚物及N-卤胺的形貌与结构表征
        2.3.2 氯化条件对P（ADMH-MMA-HEMA）-Cl有效氯的影响
        2.3.3 N-卤胺的抗菌性能研究
        2.3.4 共聚物中ADMH含量对抗菌性能的影响
        2.3.5 细胞毒性实验
    2.4 本章小结
    参考文献
第三章 两亲性N-卤胺纤维的制备及抗菌性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 试剂与仪器
        3.2.2 两亲性共聚物P（ADMH-MMA-HEMA）的制备
        3.2.3 P（ADMH-MMA-HEMA）纤维的制备
        3.2.4 N-卤胺纤维的制备
        3.2.5 N-卤胺纤维的抗菌性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 P（ADMH-MMA-HEMA）纤维和N-卤胺纤维的形貌
        3.3.2 P（ADMH-MMA-HEMA）纤维和N-卤胺纤维的结构表征
        3.3.3 N-卤胺纤维的抗菌性能研究
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 结论
作者简介及科研成果
致谢

【参考文献】

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本文编号：2882806