铈掺杂氧化铜纳米颗粒的制备及其抗菌性能研究

采用水热法制备了铈离子掺杂的氧化铜纳米颗粒(Ce-CuO NPs)。FESEM图像显示掺杂氧化铜为球形和近球形颗粒;XRD图谱表明,当掺杂量低于10%时,图谱中只出现了单斜结构的CuO衍射峰,当掺杂量增加至15%时,形成了CeO2独立相;ICP分析表明,铈元素的掺杂对CuO NPs中铜离子的释放具有促进作用。铈掺杂氧化铜纳米颗粒的抗菌测试结果显示,其对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌(S.aureus)的抗菌能力,较革兰氏阴性菌大肠杆菌(E.coli)更为显著;其中,5% Ce-CuO NPs在0.05 mg/mL的低浓度下表现出最佳的抗菌效果。Cu^2+与细菌细胞表面的结合在抑制细菌生长的过程中起到重要作用。     

银/壳聚糖-g-甲基丙烯酸甲酯复合物的制备与抗菌性能

采用液相化学还原法合成了Ag/壳聚糖(CS)复合胶乳, 并制备了 Ag/CS-g-甲基丙烯酸甲酯(MMA)复合物。研究结果表明, 纳米Ag粒子对CS与MMA的接枝聚合起阻碍作用, 导致接枝率和接枝效率比无Ag粒子存在时有所下降。结构表征显示纳米Ag粒子均匀分散于复合物中。抗菌评价结果表明: Ag/CS和 Ag/CS-g-MMA 复合抗菌剂具有比Ag或CS单一抗菌剂更高效的抗菌性能, Ag/CS-g-MMA 复合物对E.coli、 B.subtilis、 S.aureus和P.aeruginosa四种菌的抑菌率分别为96.3%、 97.6%、 93.2%、 95.8%; Ag/CS-g-MMA复合抗菌剂的抗菌性能是纳米Ag粒子与CS协同作用的结果。      

茶多酚-聚乳酸/聚碳酸丁二醇酯抗菌复合纤维膜的制备及性能

通过静电纺丝法制备了茶多酚(TP)-聚乳酸(PLA)/聚碳酸丁二醇酯(PBC)复合纤维膜。并采用SEM、FTIR、TG、接触角和抑菌测试进行了表征。研究表明,TP与PLA/PBC复合纤维薄膜共混良好,并且通过接触角测试10 s后接触角从105.42°下降到69.41°,TP的加入使TP-PLA/PBC复合纤维膜的热分解稳定性提高。随着TP含量的增加,纤维直径分布逐渐均匀并且趋于减小。TP-PLA/PBC复合纤维膜的抗菌活性远高于PLA/PBC复合纤维膜,对大肠杆菌(E.coli)的抗菌活性也略高于金黄色葡萄球菌(S.aureus)。当TP的添加量(与PLA/PBC的质量比)为20%时,得到了亲水性、热稳定性和抗菌性能优异的TP-PLA/PBC复合纤维膜。      

聚六亚甲基胍盐酸盐功能化中空纳米二氧化硅制备新型抗菌剂的研究EI北大核心CSCD

提出一种新型抗菌材料聚六亚甲基胍盐酸盐(PHMG)接枝的中空纳米二氧化硅(HSN-PHMG)的简便合成方法,PHMG的接枝提高了HSN的水分散性和抗菌性。用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)表征纳米二氧化硅的中空结构;傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和热失重分析(TGA)表征PHMG的成功接枝,HSN-PHMG中PHMG的质量分数约为9.5%;抗菌测试以大肠杆菌(E.coil)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)为测试菌种。结果表明:HSN-PHMG对E.coil和S.aureus的最小抑菌浓度(MIC)均为32 mg/L;当HSN-PHMG的浓度为64 mg/L时可以在2 h内完全杀死E.coil。     

Ag+/TiO2/SiO2纳米复合材料的制备及抗变色性能、抑菌性能研究

以TiO_2为前驱体,采用液相沉淀法成功制备了Ag~+/TiO_2/SiO_2纳米复合材料。考察了正硅酸四乙酯(TEOS)加入量对复合材料粒径和白度的影响,并对复合材料的抗变色性和抗菌性能进行了研究。通过改变TEOS加入量,优化了SiO_2外壳的厚度,使Ag~+/TiO_2/SiO_2纳米复合材料具有较小的粒径,同时增加了复合材料的抗变色性能和抑菌性能。抑菌性能测试表明,Ag~+/TiO_2/SiO_2纳米复合材料对大肠杆菌(E.coli)、金黄色葡萄球菌(S.aureus)和白色念珠菌(C.albicans)具有较强的抑菌作用,达到99%抗菌率的最小浓度分别是55mg/L、75mg/L和65mg/L。     

Bi/WO3复合光催化材料的制备及其抗菌性能

以WO₃为基底,五水硝酸铋(Bi(NO₃)₃·5H₂O)为铋源,通过紫外还原法在WO₃表面沉积具有表面等离子体效应(SPR)的半金属Bi0,制备了具有可见光响应的Bi/WO₃复合光催化材料。以大肠杆菌(E. coli)和金黄色葡萄球菌(S. aureus)为实验对象,考察了所制备复合材料的光催化抗菌性能、结合结构和光电化学性质表征,对Bi的负载量进行了优化。研究发现:优选得到的0.6 mmol Bi/WO₃能够在120 min内灭杀99%以上的细菌。进一步考察了灭菌机制,通过添加不同种类的捕获剂,结合电子顺磁共振(ESR)技术,发现羟基自由基(·OH)和超氧自由基(·O₂?)是导致E. coli失活的主要活性物种。      

醋酸洗必泰改性蒙脱土抗菌复合物的制备及抗菌性能

采用离子交换法将醋酸洗必泰交换到钠基蒙脱土的层间得到醋酸洗必泰/蒙脱土抗菌复合物, 并对醋酸洗必泰/蒙脱土的结构和性能进行了研究.通过FTIR、XRD、TG对所合成的结果表明,醋酸洗必泰已插入蒙脱土的层间,并且醋酸洗必泰/蒙脱土抗菌复合物热分解起始温度为218℃, 具有较好的热稳定性.抗菌试验结果表明,醋酸洗必泰/ 蒙脱土抗菌复合物具有良好的抗菌性能,文中还研究了醋酸洗必泰/ 蒙脱土的抗菌活性,发现其对大肠杆菌(E.coli)、金黄色葡萄球菌(S.aureus)最小抑菌浓度(MIC)分别为50μg/mL,6.25μg/ml,具有良好的抗菌性能和比较广的抗菌谱.     

PBST/TiO2/MgO复合薄膜的制备及性能

采用硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH-570)对TiO₂/MgO NPs改性,采用溶液共混法制备了聚丁二酸-共-对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)/TiO₂/MgO NPs纳米复合薄膜,并探讨了其在食品包装方面的应用。研究了改性TiO₂/MgO NPs对PBST基体机械、阻隔、抗菌和保鲜性能的影响。结果表明：复合膜的抗拉强度和水蒸汽透过率分别为29.39MPa和2.43×10^-11g·m/(m²·s·Pa),相较PBST基体抗拉强度提高了24.32%,水蒸汽透过率降低了32.37%,且对金黄色葡萄球菌(S.aures)和大肠杆菌(E.coli)抑菌效果显著,分别达到98.7%和97.2%,并对圣女果有良好的保鲜性能,当改性后的TiO₂/MgO NPs质量含量为5%时,复合薄膜的性能最佳。     

负载卟啉镓化合物的水凝胶材料抗菌性能研究

通过高分子聚合法制备了两性离子水凝胶材料聚羧基甜菜碱(pCB)和非离子水凝胶材料聚甲基丙烯酸羟乙酯(pHEMA),运用菌落计数法测定了阳离子改性卟啉镓(Ga-CMP)对金黄色葡萄球菌(S.aureus)和大肠杆菌(E.coli)的最低抑菌浓度；考察了负载卟啉镓化合物的水凝胶缓释释放速度和抗菌性能。结果表明，阳离子改性卟啉镓对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌最低抑菌浓度分别为4μM和10μM。负载有Ga-CMP的水凝胶材料在30天内的测试区间表现出了持续释放。500μg/mL pHEMA-Ga-CMP在12 h对金黄色葡萄球菌完全抑制，在8 h对大肠杆菌完全抑制；500μg/mL pCB-Ga-CMP在24 h对金黄色葡萄球菌完全抑制，在24 h对大肠杆菌完全抑制。     

植酸-金属离子螯合物改性层状黏土及其在聚己内酯中的增强与抗菌效应研究

基于植酸(PA)优异的螯合能力,利用Ag^+,Cu^2+,Fe^3+和Zn^2+4种金属离子与PA发生螯合作用并沉积吸附在层状双羟基复合金属氧化物(LDHs)表面,形成核-壳结构,以达到改善层状黏土与聚合物基体之间界面相容性的目的。制备出不同金属离子负载的表面包覆改性LDHs(LDHs@PA-M),深入研究LDHs@PA-M在不同金属离子负载下的微观形貌,并将其应用在聚己内酯(PCL)的增强改性中。结果表明,PA能够与Ag^+和Cu^2+在LDHs表面形成稳定、均匀的纳米包覆层。利用金属Ag^+和Cu^2+优异的抗菌活性,LDHs@PA-Ag^+和LDHs@PA-Cu^2+对大肠杆菌(E.coli)的抗菌率均超过99.99%。相比于纯的PCL,LDHs@PA-Cu^2+/PCL纳米复合材料(LDHs@PA-Cu^2+的质量分数为1%)的拉伸强度和断裂伸长率分别提高了30.7%和33.3%,达到了40.9 MPa和816%,力学性能增强效果最为显著。LDHs@PA-Cu^2+/PCL和LDHs@PA-Ag^+/PCL纳米复合材料对E.coli的抗菌率均达到99.99%,表现出优异的抗菌活性,拓展了层状黏土/生物基高分子复合材料在活性包装领域的应用。     

稀土乙酸8-羟基喹啉三元配合物/羟基磷灰石的纳米有机/无机主客体组装复合抗菌生物材料

采用湿法原位合成了Tb、Y、Gd 3种稀土乙酸8-羟基喹啉三元配合物与羟基磷灰石的纳米有机/无机主客体组装复合材料。通过扫描电子显微镜、X射线粉末衍射、红外光谱对样品进行结构分析测定;采用最低抑菌浓度(MIC)和最低杀菌浓度(MBC)实验来检测其抗菌能力。结果表明,  3种复合材料纳米晶平均粒径为50～60 nm,皆对金黄葡萄球菌和大肠杆菌具有较高的抗菌作用,并对金黄葡萄球菌的抑制作用强于大肠杆菌。经过对3种复合材料抗菌作用的比较得出抗菌能力的次序为：  Tb-HQ/HAP < Y-HQ/HAP < Gd-HQ/HAP。     

核-壳纳米Ag@ZrO_2复合材料的制备及其抑菌性能

首先,采用溶胶-凝胶法以锆酸四丁酯为原料制备了直径约为230nm单分散性ZrO_2亚微球;然后,以ZrO_2为前体,加入少量AgNO3,用物理方法将Sn2+离子吸附在ZrO_2表面,Ag+被还原成Ag0负载在ZrO_2表面合成Ag@ZrO_2晶种,加入甲醛合成核-壳纳米Ag@ZrO_2复合材料;最后用TEM、XRD和UV-Vis对制备的ZrO_2和Ag@ZrO_2进行表征,并研究其对金黄色葡萄球菌(S.aureus)和大肠杆菌(E.coli)的抑菌性能。结果表明:当Ag浓度为0.6mg/mL时,Ag@ZrO_2对S.aureus和E.coli的抑菌率分别为95.5%和99.0%。因此,Ag@ZrO_2作为理想的抗菌材料可以应用于日常生活和医疗实践中。     

纳米核壳型Ag@Fe3O4复合材料的制备、催化及抑菌性能

采用“一锅法”制备纳米核-壳结构的Ag@Fe₃O₄复合材料。利用TEM、XRD、UV-vis DRS、振动探针式磁强计(VSM)对Ag@Fe₃O₄复合材料进行表征。以甲基橙为目标污染物,研究Ag@Fe₃O₄复合材料在过量NaBH₄介质中加氢还原的催化活性,并探讨其催化机制;以单质Ag和Fe₃O₄作参比,研究Ag@Fe₃O₄复合材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌性能。结果表明,在10 min内,Ag@Fe₃O₄复合材料对甲基橙的加氢还原催化率为98%以上,且活性Ag转移电子至甲基橙的N=N键,使其断裂还原成对氨基苯磺酸钠和对二氨基苯;抑菌实验表明,Ag@Fe₃O₄复合材料比单质Ag具有更强的抑菌活性,并对细胞壁中含有更薄的磷脂双分子层的大肠杆菌更为敏感。      

表面沉积铜纳米颗粒的细菌纤维素/壳聚糖交联复合膜的制备及其抗菌性能研究

通过戊二醛交联制备了细菌纤维素/壳聚糖复合材料,并采用磁控溅射技术在交联复合膜表面沉积铜(Cu)纳米颗粒。利用扫描电子显微镜观察纳米纤维膜表面形貌,采用傅里叶红外光谱仪、热重分析仪和X射线衍射仪比较交联复合前后以及镀铜前后复合膜基本化学结构、热稳定性和晶面结构的变化。通过能量色散X射线光谱对壳聚糖和铜在复合膜表面的分布情况进行表征。同时借助抗菌实验探究复合膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌能力。结果表明:壳聚糖与细菌纤维素发生了有效交联,改变了细菌纤维素的基本形貌、化学结构、晶体形态以及热学性能,并且镀铜后交联复合膜的抗菌性能得到了明显的提升(膜与细菌接触20min,对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抗菌效果均达到了99.999%)。     

壳聚糖双胍盐酸盐抑菌剂的合成及在包装上的应用

以壳聚糖和双氰胺为原料,制备了应用于肉禽类包装的壳聚糖双胍盐酸盐抑菌剂。利用正交实验优化设计了制备壳聚糖双胍盐酸盐的工艺条件,发现当盐酸浓度为0.40 mol/L,反应官能团物质的量比为1∶5,反应时间为20 min时,产物产率达到92.96%。红外光谱证明,壳聚糖的氨基和双氰胺的氰基已进行了亲核加成反应,合成了双胍产物壳聚糖双胍盐酸盐;抑菌试验表明,壳聚糖双胍盐酸盐的抑菌性明显优于壳聚糖,且对金黄葡萄球菌的抑菌性优于对大肠杆菌的抑菌性。加入10%(质量分数)抑菌剂的聚乙烯醇复合膜,对大肠杆菌和金黄葡萄球菌的抑菌率分别达到95.67%和97.45%。     

抗菌剂对聚乙烯表面生物被膜的抑制

采用共混方法在低密度聚乙烯中分别加入银系抗菌剂和Triclosan制备出两种改性聚乙烯,研究了材料的抗菌性能和抗菌剂对试样表面生物被膜的抑制作用.结果表明,两种改性聚乙烯对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都有良好的抗菌效果;细菌生物被膜的形成主要包括粘附、繁殖和成熟3个阶段,添加Triclosan的试样可以在生物被膜成熟前显著杀灭样品表面的细菌,阻止细菌在其表面粘附和繁殖,从而抑制生物被膜形成.空白试样和银系抗菌剂改性试样表面均有大量细菌粘附并形成生物被膜.     

山梨酸-LDPE抗菌薄膜的制备与性能

目的研究山梨酸对低密度聚乙烯(LDPE)薄膜性能的影响。方法将山梨酸粉末添加到低密度聚乙烯树脂中,通过共混、挤出、吹塑等工艺制备出山梨酸-LDPE抗菌薄膜,并研究山梨酸含量对LDPE薄膜的抗张强度、光学性能、水蒸气透过率、微观结构及抗菌性的影响。结果随着山梨酸含量的增加,薄膜的抗张强度先增加再减小,透光率逐渐下降,雾度逐渐上升,薄膜的水蒸气透过系数先下降后上升,山梨酸质量分数在1.5%以上时对大肠杆菌具有抑制作用,在2%以上时对单增李斯特菌和金黄色葡萄球菌具有抑制作用。结论山梨酸-LDPE薄膜具有优良的包装性能和抑菌效果,是一种良好的食品包装材料。     

Mussel-inspired multifunctional coating for bacterial infection prevention and osteogenic induction

Bacterial infection and osteogenic integration are the two main problems that cause severe complications after surgeries. In this study, the antibacterial and osteogenic properties were simultaneously introduced in biomaterials, where copper nanoparticles(Cu NPs) were generated by in situ reductions of Cu ions into a mussel-inspired hyperbranched polyglycerol(MI-h PG) coating via a simple dip-coating method.This hyperbranched polyglycerol with 10 % catechol groups’ modification presents excellent antifouling property, which could effectively reduce bacteria adhesion on the surface. In this work, polycaprolactone(PCL) electrospun fiber membrane was selected as the substrate, which is commonly used in biomedical implants in bone regeneration and cardiovascular stents because of its good biocompatibility and easy post-modification. The as-fabricated Cu NPs-incorporated PCL membrane [PCL-(MI-h PG)-Cu NPs]was confirmed with effective antibacterial performance via in vitro antibacterial tests against Staphylococcus aureus(S. aureus), Escherichia coli(E. coli), and multi-resistant E. coli. In addition, the in vitro results demonstrated that osteogenic property of PCL-(MI-h PG)-Cu NPs was realized by upregulating the osteoblast-related gene expressions and protein activity. This study shows that antibacterial and osteogenic properties can be balanced in a surface coating by introducing Cu NPs.     

药物控、缓释体系的缓释同步性研究

通过插层技术合成了醋酸洗必泰-盐酸特比萘芬/蒙脱土(CA-TBNF/MMT)药物控、缓释纳米中间体,利用XRD对其结构进行了表征,结果表明CA-TBNF已进入MMT层间,层间距变化明显。最小抑菌浓度与缓释浓度匹配,从层间解析出的CA与TB-NF在协同作用下对细菌和真菌都有较好的杀菌效果。实验证明两种药物可实现同步缓释。     

Rational design of phosphonate/quaternary amine block polymer as an high-efficiency antibacterial coating for metallic substrates

Developing advanced technologies to address the bacterial associated infections is an urgent requirement for metallic implants and devices.Here,we report a novel phosphonate/quaternary amine block polymer as the high-efficiency antibacterial coating for metallic substrates.Three pDEMMP-b-pTMAEMA block polymers that bearing identical phosphonate segments(repeat units of 15)but varied cationic segments(repeat units of 8,45,and 70)were precisely prepared.Stable cationic polymer coatings were constructed on TC4 substrates based on the strong covalent binding between phosphonate group and metallic substrate.Robust relationship between the segment chain length of the polymer coating and the antibacterial property endowed to the substrates have been established based on quantitative and qualitative evaluations.Results showed that the antibacterial rate of the modified TC4 surface were 95.8%of S.aureus and 92.9%of E.coli cells attached.Interestingly,unlike the cationic free polymer or cationic hydrogels,the surface anchored cationic polymers do compromise the viability of the attached C2C12 cells but without significant cytotoxicity.In addition,the phosphonate/quate rnary amine block polymers can be easily constructed on titanium,stainless steel,and Ni/Cr alloy with significantly improved antibacterial property,indicating the generality of the block polymer for surface antibacterial modification of bio-metals.