氟化修饰显著提高碳点的抗菌活性

发布时间：2022-01-12 08:27

　　本文采用支化聚乙烯亚胺和乙醇制备阳离子碳点,并在其表面接枝含氟烷基链,得到一种氟化修饰的碳点材料,其对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌以及革兰氏阴性菌大肠杆菌和绿脓杆菌都表现出了优异的抗菌活性,而对哺乳动物细胞具有较低的毒性。通过构效关系研究发现,氟化修饰对于碳点的抗菌活性至关重要,将含氟烷基链替换成烷烃基链会极大削弱碳点的抗菌性能。本文的结果为阳离子抗菌材料的设计提供了新的思路。 

【文章来源】：化学通报. 2020,83(04)北大核心CSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

CD及CD-F7-68的合成和表征

从SEM结果(图3(a)、3(b))可以看出,经过CD-F7-68处理后,大肠杆菌细胞壁有明显的皱缩和破裂,细胞的内容物渗出,表现出了显著的杀菌效果。而对照材料PEI-F7-68以及CD在该剂量范围内都没有表现出明显的抗菌活性,说明将bPEI制成CD以及氟化修饰都是提高该材料抗菌性能的关键。同时发现,非氟对照材料CD-C6-71只表现出微弱的抗菌作用,这一结果说明氟原子的存在对于提高CD的抗菌效率至关重要。为探究氟化修饰的CD在抗菌中的普适性,考察了CD-F7-68对另一种革兰氏阴性菌绿脓杆菌(P. aeruginosa)和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌(S. aureus)的抑制效果。从图3(c)～3(f)可以看出,CD-F7-68对于上述两种菌种都表现出了优异的抗菌效果,抑制率分别为95%和90%,显著高于其他几种对照材料。相同浓度条件下,对照材料PEI-F7-68对上述两种细菌都没有明显的抑制效果,CD对绿脓杆菌表现出25%的抑制率,而对金黄色葡萄球菌几乎没有杀伤效果。CD-C6-71对于绿脓杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制率分别为33%和20%。SEM结果显示,金黄色葡萄球菌在经过CD-F7-68处理后,细胞壁呈现出了一定的褶皱,可以看到细胞表面的破裂。上述结果表明氟化修饰的碳点CD-F7-68能够有效杀伤革兰氏阴性菌大肠杆菌、绿脓杆菌和革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌,具有高效的抗菌活性。图3 CD-F7-68对不同细菌的抑制效果

图2 CD-F7-68及其对照材料对大肠杆菌的抑制效果接下来比较了文献中广泛报道的阳离子高分子抗菌材料支化聚乙烯亚胺(PEI,MW: 25000)、聚酰胺-胺树形高分子(G5 PAMAM,MW: 28826)以及α-聚赖氨酸(PLL,MW: 17920)与CD-F7-68对于大肠杆菌以及金黄色葡萄球菌的抑制效果。其结果如图4所示,几种阳离子高分子抗菌材料在与CD-F7-68相同的浓度条件下(40μg/mL)都无法有效杀伤两种细菌。增加以上三种阳离子高分子的浓度可以在一定程度上提高其抑菌效果,但即使将其浓度增加至200μg/mL,其抑菌效率仍然低于40μg/mL浓度条件下的CD-F7-68。

【参考文献】：
期刊论文
[1]含氟高分子基因载体[J]. 程义云.  高分子学报. 2017(08)
[2]负载型无机抗菌材料及发展现状[J]. 张彩丽,王鹏,宋安刚,胡俊华,任晨星,关绍康,孙玉周.  硅酸盐通报. 2016(08)



本文编号：3584455