铜纳米材料的制备及抗菌性能研究

发布时间：2017-04-24 15:14

  本文关键词：铜纳米材料的制备及抗菌性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来，病原性微生物引发的全球性流行病不断威胁着人类的健康，而且由于抗生素的滥用，越来越多的细菌产生了耐药性。以银、铜等金属纳米材料为代表的无机抗菌材料因具有高效、安全等特点，逐渐成为功能材料领域的研究热点。本文采用简便的液相化学还原法制备了不同粒径和不同形貌的水溶性Cu纳米材料，采用多种现代分析手段表征了Cu纳米材料的结构和形貌，并通过多种方法研究了Cu纳米材料的抗菌性能。本论文的主要研究内容和结论如下： 1.采用液相化学还原法分别制备了聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和羧甲基壳聚糖(NOCC)修饰的花状铜纳米材料。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、热重和差热分析仪(TGDTA)等对所得样品的形貌和结构进行了表征。结果表明，所制备样品具有面心立方铜的晶体结构；SEM观察下，铜纳米颗粒以PVP和NOCC为模板自组装成为花状结构。分别通过抑菌圈法和肉汤稀释法测试了样品对三种常见菌种的抑菌圈直径、最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)。结果表明，所制备样品对大肠杆菌(E. coli)，金黄色葡萄球菌(S. aureus)及绿脓杆菌(P. aeruginosa)均具有优异的抑菌杀菌作用。 2.以聚丙烯酸(PAA)为表面修饰剂通过液相还原法制备得到不同粒径大小的铜纳米颗粒，采用XRD、TEM、FTIR、TG和导数热重法(DTG)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)等表征手段对样品的结构和形貌进行了表征。结果表明，所制备样品具有面心立方铜的晶体结构，，平均粒径为40-200nm。采用抑菌圈法、肉汤稀释法等研究了铜纳米颗粒对革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌、枯草芽胞杆菌）和革兰氏阴性菌（大肠杆菌、绿脓杆菌）的抗菌性能。结果表明，PAA/Cu对以上菌种均具有优异的抑菌效果。同时，通过分析细菌的生长曲线以及观察纳米铜作用前后菌体的形态变化，推测纳米铜的杀菌机制为破坏细胞膜结构或抑制细胞分裂增殖。 3.以单链季铵盐十二烷基二甲基苄基氯化铵(DDBAC)为修饰剂，采用液相化学还原法通过调节溶液的pH值和改变水合肼的添加量分别制备出了季铵盐修饰的Cu和Cu_2O纳米微粒。采用XRD、SEM、FTIR、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等表征手段对样品的结构和形貌进行了表征。同时，采用肉汤稀释法研究了所制备产物对革兰氏阳性菌（金黄色葡萄球菌、枯草芽胞杆菌）和革兰氏阴性菌（大肠杆菌、绿脓杆菌）的抗菌性能。结果表明，几种样品的抗菌性强弱顺序为：Cu/DDBAC Cu Cu_2O/DDBACDDBAC Cu~(2+)。结合对抗菌剂作用前后菌体的形态观察及相关文献报道，推测纳米铜及氧化亚铜的杀菌机制均为ROS机理，细胞结构被破坏从而导致细菌死亡。
【关键词】：纳米材料 铜 制备 抗菌性
【学位授予单位】：河南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：O614.121;TB383.1
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 绪论11-29
• 1.1 无机抗菌剂分类11-13
• 1.1.1 金属系无机抗菌剂12-13
• 1.1.2 光催化型无机抗菌剂13
• 1.2 抗菌性能评价方法13-16
• 1.2.1 抑菌圈法14
• 1.2.2 最低抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)值测定14-15
• 1.2.3 生长曲线法15
• 1.2.4 荧光探测法15-16
• 1.2.5 观察细胞微观形态法16
• 1.2.6 贴膜法16
• 1.2.7 烧瓶振荡法16
• 1.3 纳米铜的制备及抗菌性能研究进展16-21
• 1.3.1 纳米铜的制备方法16-20
• 1.3.2 纳米铜的抗菌性能研究20-21
• 1.4 选题意义21-22
• 1.5 主要研究内容22-23
• 参考文献23-29
• 第二章 花状纳米铜的制备及抗菌性能29-45
• 2.1 实验30-33
• 2.1.1 试剂和仪器30-31
• 2.1.2 PVP 修饰纳米 Cu 的制备31
• 2.1.3 NOCC 修饰纳米 Cu 的制备31
• 2.1.4 纳米 Cu 抗菌性能测试31-33
• 2.2 结果与讨论33-42
• 2.2.1 形貌分析33-35
• 2.2.2 XRD 分析35-36
• 2.2.3 FTIR 分析36-37
• 2.2.4 热分析37-39
• 2.2.5 花状纳米 Cu 生长机制推测39
• 2.2.6 花状纳米 Cu 的抗菌性能39-41
• 2.2.7 抗菌机制分析41-42
• 2.3 结论42-43
• 参考文献43-45
• 第三章 PAA 修饰铜纳米颗粒的制备及抗菌性能45-65
• 3.1 实验部分45-48
• 3.1.1 试剂与仪器45-46
• 3.1.2 PAA 修饰 Cu 纳米颗粒的合成46-47
• 3.1.3 PAA 纳米 Cu 抗菌性能测试47-48
• 3.2 结果与讨论48-61
• 3.2.1 PAA 修饰 Cu 纳米颗粒的形貌分析48-52
• 3.2.2 PAA 修饰 Cu 纳米颗粒的 UV-Vis 分析52-54
• 3.2.3 PAA 修饰 Cu 纳米颗粒的 FTIR 分析54-55
• 3.2.4 PAA 修饰 Cu 纳米颗粒的热分析55-56
• 3.2.5 PAA 修饰 Cu 纳米颗粒的 XRD 分析56-57
• 3.2.6 PAA 修饰 Cu 纳米颗粒生长机制57
• 3.2.7 抑菌性能测试57-59
• 3.2.8 PAA 修饰 Cu 纳米颗粒抗菌作用机制研究59-61
• 3.3 结论61-63
• 参考文献63-65
• 第四章 季铵盐修饰纳米铜及氧化亚铜的制备和抗菌性能65-81
• 4.1 实验部分66-68
• 4.1.1 试剂与仪器66
• 4.1.2 季铵盐修饰铜纳米颗粒的的合成66-67
• 4.1.3 季铵盐修饰纳米 Cu 及 Cu_2O 抗菌性能测试67-68
• 4.2 结果与讨论68-78
• 4.2.1 pH 值对产物结构的影响68-69
• 4.2.2 水合肼添加量对产物结构的影响69-70
• 4.2.3 pH=4.5 时季铵盐添加量对产物结构和形貌的影响70-72
• 4.2.4 pH=7.0 时季铵盐添加量对产物结构和形貌的影响72-74
• 4.2.5 抑菌性能测试74-75
• 4.2.6 抗菌机制研究75-78
• 4.3 结论78-79
• 参考文献79-81
• 第五章 总结与展望81-85
• 5.1 主要结论81-82
• 5.2 问题与展望82-85
• 致谢85-87
• 攻读学位期间发表及完成的学术论文87-88

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 孙剑;乔学亮;陈建国;;无机抗菌剂的研究进展[J];材料导报;2007年S1期

2 刘晓磊;何建平;周建华;党王娟;;模板法电化学沉积超长铜纳米线制备及其性能[J];稀有金属材料与工程;2007年12期

3 陈波曼;余加林;刘官信;胡琳燕;李芳;杨华;;SYTO9/PI荧光探针标记的铜绿假单胞菌PAO1菌株生物被膜形成的动态观察[J];第三军医大学学报;2008年05期

4 高敏杰;王志强;孙磊;王治华;赵彦保;;壳聚糖修饰银纳米颗粒的制备及抗菌性能研究[J];功能材料;2012年08期

5 玄立春;刘佳;辛柏福;;阳离子表面活性剂(CTAB)修饰TiO_2的光催化性能研究[J];黑龙江大学自然科学学报;2007年03期

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1 邹志慧;纳米银离子对铜绿假单胞菌生物被膜的细菌死亡率及其结构的影响[D];重庆医科大学;2009年

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本文编号：324457