壳聚糖的抗菌性能研究

本文考察了不同分子量壳聚糖对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌抑菌性能,初步找出了壳聚糖分子量和深度对抗菌抑菌作用的影响,提出了壳聚糖的抗菌机理。研究发现：分子量在３０万以下时,壳聚糖对金黄色葡萄球菌作用随分子量减小而逐渐减弱;对大肠杆菌分子量越小,抗菌作用越明显。     

季铵盐壳聚糖抗菌纸的性能研究

以季铵盐壳聚糖为抗菌剂处理普通成纸,制备了包装用抗菌纸。采用抑菌圈法评价了该抗菌纸对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制效果,研究了季铵盐壳聚糖的浓度对抗菌纸厚度、抗张强度、耐破度和抑菌性能的影响。结果表明,抗菌纸的抗张强度及耐破度均较原纸有所增加,厚度没有明显变化,能满足包装需求,且具有良好的抗菌性能,其抗菌效果随季铵盐壳聚糖浓度的增加而增强,并且相同季铵盐壳聚糖浓度下的抗菌纸对金黄色葡萄球菌的抑菌效果要好于大肠杆菌。     

壳聚糖/有机锂皂石纳米复合材料的制备及抗菌性能研究

采用离子交换法将季铵盐及壳聚糖插层到锂皂石层间, 制备锂皂石基二次插层复合物。所制备的两种二次插层复合物的层间距相比于纯的锂皂石分别增加了0.276 nm和0.262 nm。用大肠杆菌(E. coli)和金黄色葡萄球菌(S. cereus)为模拟体系对二次插层复合物的抗菌性进行了检验, 利用抑菌环和平板计数法测定两种二次插层复合物的抗菌能力。抗菌结果显示, 细菌与两种复合物接触24 h后, 锂皂石/十四烷基三甲基溴化铵/壳聚糖对大肠杆菌的抗菌率可达100%, 对S.cereus的抗菌率可达85%以上, 锂皂石/十六烷基三甲基溴化铵/壳聚糖对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率均可达99%以上。采用扫描电镜法及β-半乳糖苷酶活性考察了两种复合物对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌过程及机理, 结果表明: 复合物首先通过表面带的正电荷将表面带负电的细菌吸附到材料表面, 随后借助有机物阳离子的疏水作用, 穿透细菌细胞膜, 从而达到杀菌效果。     

低分子量壳聚糖/银复合材料的制备及其抗菌机理探讨

采用紫外光辐照法,以过氧化氢(H_2O_2)氧化降解法制备的低分子量壳聚糖(LMCS)为还原剂和稳定剂,制备了LMCS修饰的银纳米颗粒(LMCS-Ag)。运用X射线粉末衍射仪、透射电子显微镜等对所制备的样品进行了表征。结果表明:制得的纳米颗粒为球形;采用大肠杆菌和金黄色葡萄球菌对其进行抗菌性能评价,LMCS-Ag具有优异的抗菌性能,对大肠杆菌的最低抑菌浓度(MIC)、最低杀菌浓度(MBC)分别为4μg/mL、8μg/mL,对金黄色葡萄球菌的MIC、MBC分别为8μg/mL、16μg/mL,具有优异的抑菌、杀菌性能。β-半乳糖苷酶活性测定试验和大肠杆菌形貌表征(SEM)表明LMCS-Ag能有效破坏细菌细胞膜,实现抗菌功能。     

纳米ZnO的抗菌性能研究

纳米ZnO是一种常见的光学材料,将其与其他材料复配可以制得抗菌性能良好的包装材料。根据GB/T 21510—2008《纳米无机材料抗菌性能检测方法》,以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为测试菌种,以SiO2为对照试验,测试了纳米ZnO对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性能;同时,采用抑菌圈法对其抗菌性能进行了定性研究。结果表明：纳米ZnO对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有良好的抑菌性能,且初步测定了纳米ZnO对这两种菌的最小抑菌浓度,分别为0.312 5%和0.625%;纳米ZnO对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌高度敏感,纳米ZnO对二者的抑菌圈直径都大于15 mm。     

水溶性壳低聚糖抑菌性能研究

壳聚糖及其衍生物壳低聚糖均具有广谱抑菌性能,但相对分子质量对壳聚糖衍生物抑菌活性的影响仍存在分歧。选取几种不同相对分子质量的水溶性壳低聚糖对金黄色葡萄球菌（staphyloccocus aureus）、大肠杆菌（escherichia coli）和黑曲霉菌（aspergillus niger）进行抑菌实验,探究相对分子质量对壳低聚糖抑菌活性的影响。实验结果表明：相对分子质量对水溶性壳低聚糖的抑菌活性有一定影响,但无特定的变化规律,其中相对分子质量为2.00×103的壳低聚糖表现出相对较好的抑菌活性;壳聚糖及其壳低聚糖对金黄色葡萄球菌的抑菌活性最好,黑曲霉菌次之,对大肠杆菌的抑菌活性最差。 关键词：壳聚糖;水溶性壳低聚糖;相对分子质量;抑菌性能     

载银壳聚糖微球的制备及其抗菌性研究

采用乳化交联法制备出载银壳聚糖微球,考察了壳聚糖相对分子质量、乳化剂用量、油水比和硝酸银浓度对微球形貌和载银量、包封率的影响,并通过抑菌圈实验对其抗菌性能进行了评价。结果表明:较低相对分子质量的壳聚糖有利于微球制备,而且所得的粒径较小,其粒径介于1～3μm,载银量可高至256 mg/g,银的包封率可达66.8%。抗菌试验结果表明,无银壳聚糖微球对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有一定的抑菌性,加载银后的微球则具有极为显著的抗菌效果。     

壳聚糖修饰银纳米颗粒的制备及抗菌性能研究

采用液相化学还原法,以壳聚糖为修饰剂,硼氢化钠为还原剂,制备了壳聚糖修饰银纳米颗粒(chitosan-Ag NPs)。通过X射线粉末衍射仪、透射电子显微镜、傅立叶变换红外光谱仪等对所制备样品的结构和形貌进行了表征。结果表明,所制备纳米颗粒具有面心立方Ag的晶型结构,壳聚糖通过氨基和羟基中的N、O原子与Ag+的化学键合作用修饰在纳米颗粒表面,起到了限制颗粒粒径长大和防止其团聚的作用。采用肉汤连续稀释法检测了样品对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌杀菌性能,结果表明chitosan-Ag NPs具有优异的抗菌性,抗菌性能受到粒径大小的影响。     

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。     

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%)。     

Low density polyethylene – Chitosan composites

With the aim of develop new materials for active food packaging, composites of low-density polyethylene (LDPE) with chitosan (CS) or chitosan sodium montmorillonite clay nanocomposites (CSnano), with or without Irganox 1076 commercial synthetic antioxidant or vitamin E (VE) as natural antioxidant were prepared by melt processing. The obtained materials have been characterized by processing behavior, mechanical and thermal properties, positive groups determination, atomic force microscopy and standard tests to assess antimicrobial and antioxidant activities. The compositions assuring insignificant decrease in mechanical and thermal properties were selected as LDPE/3CSnano/VE and LDPE/6CSnano/VE. It has been shown the chitosan imparts antimicrobial properties to LDPE films while the vitamin E increased the oxidation induction period, especially for materials containing chitosan nanocomposites. The incorporation of both chitosan nanocomposites and vitamin E in polyethylene gave films with good antimicrobial and thermal properties because of significant increase of charge surface and important changes in surface topology and antimicrobial activity because of a synergistic effect. The nanocomposites cannot only passively protect the food against environmental factors, but they may enhance shelf life of food products.     

低聚壳聚糖复配体系对皮肤致病菌的体外抗菌活性研究

采用药敏纸片法和对倍稀释法分别考察了低聚壳聚糖与茶树油对化脓性链球菌、表皮葡萄球菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌性和最小抑菌浓度(MIC);采用定量法测定了低聚壳聚糖和茶树油复配体系的杀菌率,并与单组分杀菌率进行对比。结果表明:低聚壳聚糖和茶树油对4种实验菌均有抑菌性的MIC分别为0.5g/L和7.50mL/L;0.5g/L低聚壳聚糖与7.50mL/L茶树油复配后,对4种实验菌均有优异的杀菌率,复配体系明显优于单组分杀菌效果,其20min杀菌率均达到100%。     

改性壳聚糖基抗菌食品包装材料的研究进展

壳聚糖作为绿色天然的可降解材料,是塑料较为理想的替代品,也是食品包装行业的优选功能性材料。为体现壳聚糖的抗菌性在食品包装行业的应用价值,对壳聚糖的抗菌机理及抗菌性的影响因素进行梳理与分析。研究发现,壳聚糖的抗菌性不仅与其分子结构有关,还与其相对分子质量、脱乙酰化程度以及外界环境等有关;通过总结改善壳聚糖抗菌性的方法以及壳聚糖基包装材料在果蔬、肉制品等食品中的应用,发现改性后的壳聚糖在抗菌性增强的同时,阻隔性、机械性等也有一定的改善,并且该包装材料在果蔬、肉制品的食品包装中具有抗菌保鲜性。综述改性壳聚糖基抗菌食品包装材料的研究进展,以期为制备绿色抗菌性食品包装材料提供理论基础及研究思路,推动功能性食品包装材料的开发与应用。     

壳聚糖季铵盐/有机累托石纳米复合材料的抗菌性能研究

合成了壳聚糖季铵盐, 并通过溶液插层法将其插层进入有机累托石层间制备纳米复合材料, 研究表明, 当壳聚糖季铵盐与有机累托石的质量比为2∶1时, 其获得了4.8nm的最大层间距. 抗菌结果显示, 在偏酸、中性及偏碱性条件下, 所有的纳米复合材料都具有较好的抗菌性能, 且与有机累托石的含量和层间距成正比. 与壳聚糖季铵盐及有机累托石相比, 纳米复合材料对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌及真菌的抗菌性能大大提高, 对金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌的最小抑制浓度仅为0.00313% (W/V), 且能在30min内杀死90%以上的金黄色葡萄球菌, 80%以上的大肠杆菌. 最后, 通过TEM和SEM结果探讨了其抗菌机理.     

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%。     

抗菌聚四氟乙烯双向拉伸薄膜的制备

以聚四氟乙烯(PTFE)为基料,添加3种不同种类的抗菌剂,制备了系列抗菌PTFE双向拉伸薄膜;并测定了薄膜对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、黑色芽孢变种以及白色念珠菌的抑菌性能;并测试了添加抗菌剂后对薄膜力学性能的影响。研究发现,添加编号为CAH-2的抗菌剂制备的薄膜抗菌效果均达到100%,具有广谱抗菌性。此外,添加液体抗菌剂会使薄膜的力学强度略有下降,添加固体粉末抗菌剂有助于增强薄膜的力学性能。     

N-长烷基壳聚糖季铵盐的合成及其抗菌活性研究

先用甲醛-甲酸法(eschweiler-clarke反应)合成N,N-二甲基壳聚糖(DMC),再与溴代烷进行Hoffman烷基化反应制备了N-十二烷基-N,N-二甲基壳聚糖季铵盐(DODMC)和N-十六烷基-N,N-二甲基壳聚糖季铵盐(HDMC),用FT-IR、1 H NMR、EA、TG等对产物进行表征。抗菌实验结果表明所合成产物具有较好的抗菌活性,对革兰氏阳性菌S.aureus的抗菌活性优于革兰氏阴性菌E.coli,抗菌活性随着烷基链长度的增加而增强;产物在pH值=5.5比在pH值=7.2条件下表现出更好的抗菌活性;在碱性及中性条件下,HDMC的抗菌活性随着季铵化度的提高而提高,而在酸性条件下抗菌活性则随着季铵化度提高而降低。     

Synthesis and characterisation of cross-linked chitosan composites functionalised with silver and gold nanoparticles for antimicrobial applications

Abstract

We present a study of a range of cross-linked chitosan composites with potential antimicrobial applications. They were formed by cross-linking chitosan and siloxane networks and by introducing silver and gold nanoparticles (NPs). The aim was to investigate whether adding the metal NPs to the chitosan-siloxane composite would lead to a material with enhanced antimicrobial ability as compared to chitosan itself. The composites were synthesised in hydrogel form with the metal NPs embedded in the cross-linked chitosan network. Spectroscopic and microscopic techniques were employed to investigate the structural properties of the composite and the tensile strength of the structures was measured. It was found that the addition of metal NPs did not influence the mechanical strength of the composite. A crystal violet attachment assay results displayed a significant reduction in the attachment of E. coli to the cross-linked chitosan surfaces. Release profile tests suggest that the metal NPs do not contribute to the overall antimicrobial activity under neutral conditions. The contribution to the mechanical and antimicrobial properties from cross-linking with siloxane is significant, giving rise to a versatile, durable, antimicrobial material suitable for thin film formation, wound dressings or the coating of various surfaces where robustness and antimicrobial control are required.     

C6位选择性氧化竹浆纤维的壳聚糖改性处理

采用H_3PO_4/HNO_3-NaNO_2氧化体系对竹浆纤维C6位进行选择性氧化,然后与壳聚糖溶液交联反应制备生态的抗菌壳聚糖改性竹浆纤维。固相CP/MAS 13 C核磁共振分析显示,H_3PO_4/HNO_3-NaNO_2已将竹浆纤维C6位上的伯羟基选择性氧化成羧基,且红外光谱和扫描电镜测试表明,壳聚糖的氨基与氧化竹浆纤维分子上的羧基发生酰胺化反应,壳聚糖分子通过C-N化学键共价交联在竹浆纤维上,并在竹浆纤维表面形成壳聚糖薄膜。通过分析H_3PO_4/HNO_3-NaNO_2氧化和壳聚糖处理过程中竹浆纤维羧基含量、机械强力、壳聚糖含量等指标,得出最佳工艺参数。Kjeldahl定氮分析得出壳聚糖在氧化竹浆纤维上的最大含量为3.92%。壳聚糖接枝竹浆纤维的断裂强度变化不明显,但其断裂伸长率降低。抗菌试验结果显示,与壳聚糖处理的原竹浆纤维抗菌性相比,壳聚糖改性竹浆纤维对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌效果明显提高,抑菌率均在96%以上,且壳聚糖改性竹浆纤维具有良好的抗菌耐洗涤性能。     

Antimicrobial finish of textiles by chitosan UV-curing

The purpose of this research work was to develop a textile finish based on the radical UV-curing of chitosan on textiles to confer antimicrobial properties. Chitosan is a biopolymer with unique properties such as biodegradability, non-toxicity, antimicrobial activity. In this work cotton or silk fabrics and synthetic filter fabrics were impregnated with an acid solution of chitosan added of the photoinitiator in the proper amount and cured at room temperature by exposure to UV lamp. Process conditions such as percentage add-on, dilution, chitosan-fabric contact time, irradiation time and power, were optimized. The antimicrobial activity of finished fabrics was tested according to ASTM E 2149-01 standard test performed with Escherichia Coli ATCC 8739. Moreover dyeing test with Turquoise Telon dye were carried out to evaluate the treatment homogeneity while the amino group content was determined by ninhydrin assay. Moreover on cotton and silk fabrics the treatment fastness to domestic laundering was tested, according to UNI EN ISO105-C01. Obtained results showed a strong antimicrobial activity conferred by the treatment, homogeneous on fabric surface. It is evident already at low add-on, without affecting the hand properties of natural fabrics and the filtration characteristics of the synthetic filter fabrics. Finally, washing fastness was better for samples prepared with a better penetration of chitosan inside the fibers.