高分子抗菌剂的发展现状与展望

合集下载

塑料抗菌剂的应用及发展趋势

塑料抗菌剂的应用及发展趋势

塑料抗菌剂的应用及发展趋势抗菌剂是具有抑制和杀菌性能的新型助剂,通常在聚合物材料中添加一种或者几种特定的抗菌剂成份可以制得功能性新材料,如抗菌塑料、抗菌纤维等,其中塑料是抗菌剂应用最广的领域,因此抗菌剂成为倍受关注的新型塑料助剂品种之一。

抗菌剂通常分为无机、有机、天然和高分子四大类。

在国外日本抗菌剂开发与应用居国际领先地位,2003年日本抗菌塑料几乎覆盖通用和工程塑料所有品种,抗菌塑料制品产量超过10万吨/年,其中主要采用无机抗菌剂,主要生产公司有石冢硝子、品川燃料、东亚合成、松下电子等公司;日本已将今后发展的目光投向欧美国际抗菌产品市场,预计海外市场将是国内市场的10倍,他们也极大关注中国抗菌塑料近年来的迅猛发展,纷纷抢滩中国市场。

主要品种及应用研究抗菌剂主要分为无机、有机、天然和高分子四大类,目前我国开发主要是无机抗菌剂,在其他领域也有所研究。

1.无机抗菌剂无机抗菌剂是采用含有抗菌性金属负载在一定载体,通过离子交换、吸附、合金化或者化合而成。

钛系抗菌剂,主要以TiO2这类能被光催化激活的材料为主。

日本在TiO2光催化抗菌材料研究与应用起步较早,目前日本东陶等多家公司开发的含有银离子、铜离子及TiO2光催化抗菌瓷砖和卫生洁具已经大量投放市场。

中国建材研究院采用将纳米TiO2用包覆剂进行处理,有效提高了材料的光催化活性,不仅在紫外线照射时具有较强的杀菌效果,在微光下也具有较强杀菌作用,目前纳米TiO2作为高效抗菌剂,可应用于卫生洁具、水处理、抗菌建材和涂料等方面。

银系抗菌剂,该系列抗菌剂是目前国内使用最多的品种,尤其是解决了银系抗菌剂的颜色稳定方面取得显著成果,根据制备工艺和载体不同,银系抗菌剂包括以下几大主要品种:沸石类抗菌剂,制备该类抗菌剂时,交换工艺控制比较严格,如果金属水溶液浓度过大,会在表面积银颗粒而堵塞沸石孔道,从而影响沸石的抗菌性能和表观性能。

国内海尔科化公司开发了KHFS-ZS系列复合无机抗菌剂和抗菌母粒就属于沸石类银系抗菌剂,应用于家电等材料上,达到良好的抗菌效果。

中国抗菌产业的发展历程与未来趋势

中国抗菌产业的发展历程与未来趋势

中国抗菌产业的发展历程与未来趋势0 引言中国抗菌产业发展始于上世纪80年代、催生于上世纪90年代末。

目前中国抗菌制品年产销额约800亿元。

抗菌行业从技术开发到初具产业规模,用了10多年时间进入了国际先进行列,这受惠于我国实行改革开放政策。

这是在新材料领域依靠自主创新能力促进传统产业升级的一个范例,国务院副总理回良玉同志称赞这是一个了不起的成就!(回良玉同志给中国抗菌协会2006年第六届抗菌产业发展大会的贺信)随着经济与生活水平的不断提高,人们对自身的健康会越来越重视。

而日常生活中的很多用品都存在有大量微生物,我们天天都会接触的制品上沾污或滋生着的多种致病微生物,每时每刻都在威胁着我们的健康,隐藏着意想不到的危害。

据世界卫生组织(WHO)1998年的统计资料表明,全球每年死亡人数约为5200万人,其中因微生物有关的疾病造成的死亡人数约占33%。

1996年日本发生了原生大肠杆菌O-157食物中毒事件,引起了全世界的恐慌。

预防传染病的一个重要方法就是切断传播的途径。

抗菌产品是抑制细菌生长、阻止细菌繁殖的一种控制措施,可以减少人体受外来微生物活动的侵害,防止物品因微生物生长腐蚀而腐败变质。

随着现代生活对工作、生活环境质量要求的日益提高,人们受健康卫生等现代消费理念的驱动,迫切希望能获得具有抗菌功能的家电、建材、装饰材料、纺织品、服装、厨具、卫生洁具等各类产品。

因此,近年来抗菌功能也成为传统企业向高科技产品转型、提升产品附加值的一个追求目标。

在这种驱动力的作用下,抗菌产业得到了蓬勃发展。

美国沙利文咨询公司最新发表的研究报告称,全球抗菌塑料产业将无限壮大。

1 中国抗菌产业发展历史回顾1998年中国科学院化学研究所(理化技术研究所)的抗菌材料技术和海尔集团家电制造能力联手,首次将抗菌家电推向市场,取得了空前成功,并带动了我国抗菌产品的开发热潮。

经过短短8年的发展,到2006年我国抗菌产业已发展成为年产值超过600亿元的新兴产业。

高分子抗菌塑料的研究进展

高分子抗菌塑料的研究进展

抗菌塑料的研究进展1 引言塑料制品是日常生活和工作中最常见、接触最多的物品之一,由于塑料制品在加工和使用过程中易沾染和滋生多种微生物,包括致病细菌,对人们的身体健康造成一定的危害。

随着人们环保意识的提高,越来越重视对健康环境的追求,抗菌塑料应运而生。

抗菌塑料是一类具备抑菌和杀菌性能的新型材料,能保持材料自身的清洁,减少因使用塑料制品而发生的交叉感染。

在欧美一些发达国家,早已在如电话、电梯按钮、电脑键盘、各种电器开关上使用抗菌材料,可以有效地断绝细菌的“污染源”和“传播源”。

我国的抗菌塑料近几年来发展也很迅速,应用领域不断拓宽,到目前抗菌塑料已开始用于大型家电、通讯器材、汽车制造等方面。

2008年,国家技术质量监督检疫总局陆续颁布实施家电抗菌、除菌的一系列标准。

2011年,家电抗菌国家标准的颁布,进一步规范了抗菌塑料在家电行业的应用。

目前,国内对抗菌塑料的需求量为15万吨/年,抗菌聚丙烯在抗菌塑料中占有重要的份额,国内消耗量超过5万吨/年。

与常规的物理和化学消毒方法相比,抗菌塑料的制备一般是通过在树脂中加入一定抗菌剂达到抗菌效果的,所以塑料用抗菌剂不仅需要具有高效、广谱的抗菌性能,抗菌持续性好,保持抗菌塑料能长期抗菌;无毒无异味,对制品和环境无污染;同塑料有相容性,配伍好,对塑料制品的性能没有不良影响;颜色稳定性好,在保存和使用过程中不变色;有良好的化学稳定性,耐酸、碱和化学药品;有较低廉的价格,使用后不会大幅度地提高材料的成本;还必须充分考虑到塑料加工过程中高温、高热、强剪切等苛刻条件对抗菌剂的影响,要求抗菌剂具备高的热稳定性,在塑料挤出和加工过程中不分解、不变质。

目前,抗菌剂主要包括无机抗菌剂、有机抗菌剂、天然抗菌剂等3大类。

有机类抗菌剂存在毒性差,特别是毒理安全差,化学稳定性差,会使微生物产生耐药性;易迁移耐久性差,特别是耐热差,许多抗菌塑料在加工高温下抗菌成份易分解。

天然类抗菌剂在高温下易炭化分解,应用范围窄,抗菌效果差。

纳米银在高分子材料中的抗菌性能研究

纳米银在高分子材料中的抗菌性能研究

纳米银在高分子材料中的抗菌性能研究摘要:纳米银作为一种强有效的抗菌剂,已被广泛应用于高分子材料中。

本文综述了纳米银在不同高分子材料中的抗菌性能研究,对其应用领域和机制进行了详细探讨。

结果表明,纳米银能够显著提高高分子材料的抗菌性能,可有效对抗多种细菌,并具有长效的抗菌效果。

然而,应用纳米银也面临一些挑战,如环境风险和生物毒性等。

因此,未来的研究需要深入探索纳米银在高分子材料中的抗菌机制,同时关注其环境安全性,以推动其更广泛而安全的应用。

1. 引言随着抗菌耐药性的增加和公共卫生意识的提高,寻找新型高效抗菌材料成为当今研究的热点。

纳米银由于其较大的比表面积和独特的物理化学性质,被广泛认为是一种潜力巨大的抗菌剂。

纳米银的应用领域众多,尤其在高分子材料中的抗菌性能研究引起了广泛关注。

本文旨在总结纳米银在高分子材料中的抗菌性能研究,探讨纳米银在高分子材料中的应用前景。

2. 纳米银的抗菌性能纳米银具有很强的抗菌活性,可以抑制多种细菌的生长,包括耐药菌株。

纳米银通过释放银离子和直接与细菌交互作用的方式表现出抗菌性能。

研究发现,纳米银能够破坏细菌的细胞膜和核酸,干扰其代谢过程,从而导致细菌的死亡。

此外,纳米银还能抑制细菌的生物膜形成,阻断其在高分子材料表面的生长。

3. 纳米银在高分子材料中的应用纳米银在高分子材料中的抗菌应用广泛,包括医疗器械、包装材料、纺织品等领域。

在医疗器械方面,纳米银被用于制备抗菌涂层,可以有效抑制细菌的生长,降低医院内感染的发生率。

在包装材料方面,纳米银被应用于食品包装,可以延长食品的保鲜期并保持其卫生安全。

在纺织品方面,纳米银能够使纤维表面具有抗菌性能,从而防止细菌滋生和异味产生。

4. 纳米银应用中的挑战和安全性问题尽管纳米银在高分子材料中的抗菌性能得到了广泛认可,但也面临一些挑战和安全性问题。

首先,纳米银的环境风险引起了关注,其释放的银离子可能对环境造成潜在影响。

其次,纳米银具有一定的生物毒性,长期暴露可能对人体健康产生潜在危害。

国内外抗菌剂的研究现状及发展趋势_孙洪

国内外抗菌剂的研究现状及发展趋势_孙洪

工业述评国内外抗菌剂的研究现状及发展趋势X孙洪1,夏英1,X,陈莉2,谭振宇3,孟令懿1(11大连轻工业学院材料系,辽宁大连116034;21大连轻工业学院生物与食品工程学院,辽宁大连116034;31宁波金海雅宝化工有限公司,浙江宁波315614)摘要:综述了国内外有机、无机、复合抗菌剂的种类、抗菌机理、研究现状及前景。

指出复合型抗菌剂的研究与应用必将成为该领域发展的重要方向之一。

关键词:有机抗菌剂;无机抗菌剂;复合抗菌剂;研究现状;发展趋势中图分类号:TQ314124+519文献标示码:A文章编号:1005-5770(2006)09-0001-04Present Situation and Development Trend of Research on AntibacterialAgent at Home and AbroadSUN Hong1,XIA Ying1,CHEN Li2,TAN Zhen-yu3,ME NG Ling-yi1(11Dept1of Mater1Eng,Dalian Institut of Li ght Industry,Dalian116034,China;21College of Bio1&Food T echnology, Dalian Insti tut of Light Industry,Dalian116034,China;31Ningbo Jinhai Albemarle Chemical Eng1Co1,Ltd1,Ningbo315614,China) Abstract:The variety,the mechanism of antibacterial action,the present situation and development trend of the research on organic,inorganic and c ompounding antibacterial agents both at home and abroad are reviewed in this paper1The research and application of compounding antibacterial agent will become one of the most important direction in this field1Keywords:Organic Antibacterial Agent;Inorganic Antibacterial Agent;Compounding Antibacterial Agent;Research Situation;Development Trend随着高分子学科的不断发展,高分子材料及其制品在工业、农业、交通和电子电器等领域得到了广泛应用。

抗菌剂在食品包装上的应用现状和发展趋势

抗菌剂在食品包装上的应用现状和发展趋势

抗菌剂在食品包装上的应用现状和发展趋势摘要:由于食品包装造成的食品安全质量和环境污染问题,仅仅具有力学性能的传统食品包装已经难以满足节能环保、可持续发展的要求,因此,具有多功能特性的新型食品包装材料受到了极大关注。

包装的功能性不仅取决于结构设计,还取决与材料的功能特性。

抗菌剂被广泛应用在食品包装和医疗卫生领域,除了具备传统食品包装特性外,还具有良好的抑菌性,因此具有极大开发应用潜力。

为此,本文根据抗菌剂的分类,综述了抗菌剂在食品包装上的应用现状和发展趋势,为研究绿色环保、安全无害的食品包装提供理论参考。

一、前言食品包装是指按照一定的工艺流程生产的辅助材料和容器,在食品流通过程中起到保护产品、方便储存和促进食品销售的作用。

食品包装根据材料性质可分为金属包装、纸质包装、塑料包装以及玻璃与陶瓷包装。

在这四类中,应用最为广泛的是塑料包装,已经渗透到了人们生活的每个角落,特别是保鲜膜在药品和食品中的应用。

为了满足消费者对药品和食品的包装要求,不仅要求材料具有良好的力学性能,而且需要具备特定的功能性。

然而,包装特性不仅取决于包装结构的设计,还取决于包装材料自身性质。

目前,随着材料学的进步和发展,新型材料赋予了多种功能特性,在医疗卫生和食品包装领域得到了广泛的应用。

与传统材料相比,新型食品包装材料具有更多的优点:制备工艺日渐成熟;电子信息技术将应用于食品包装领域,使食品包装材料更智能化和信息化;单独的金属类、塑料类和纸质类包装材料将被淘汰,取而代之的是功能材料和传统材料有机复合;充分利用海洋和农林资源来制备新型多功能包装材料。

抗菌食品包装是包装材料在生产过程中加入抗菌剂,通过破坏微生物生理结构或抑制代谢作用达到延长食品货架期和保鲜食品作用的包装方式。

当前,市场上的常用的抗菌剂有无机抗菌剂、有机抗菌剂、复合型抗菌剂和天然抗菌剂。

二、抗菌剂在食品包装上的应用现状和发展趋势(一)无机抗菌剂目前,无机抗菌剂具有安全性、持久性和耐热性等优点,在食品包装上得到了广泛应用。

抗菌材料及抗菌剂的研究现状及前景展望

抗菌材料及抗菌剂的研究现状及前景展望
1998 年,中科院理化技术研究所和海尔集团合作 推出了 “ 抗菌系列家电及抗菌塑料研制应用 ” 项目, 获得了国家科技进步二等奖,开启了中国抗菌产业的 发展。抗菌技术研究也得到了国家 973 计划、863 计 划和国家自然基金等项目的支持。据统计,2002 年我 国从事抗菌研究的科研单位和院校已有 60 多家,抗菌 剂和抗菌材料生产商已达 80 余家,遍及家电用品、日 用品、建材、食品、信息技术等多个行业 [7]。据报导, 2006 年我国抗菌产业已经形成年产值达到 600 亿元的 新兴产业。随着国内外消费者对抗菌产品认识度的提 高,我国抗菌市场也会逐渐走向成熟,国内外抗菌剂 市场竞争会更加激烈 [8]。
北美是使用抗菌剂最多的地区,占全球总用量的 40%,其抗菌材料主要使用有机抗菌剂。目前北美的 建筑抗菌涂料市场年复合增长率为 5.9%。欧洲的德国、 英国、法国、意大利等是使用抗菌涂料的主要国家,

1 国内外抗菌材料发展现状
1.1 国外抗菌材料发展现状
现代大规模抗菌材料的应用始于第二次世界大
·22·
作 者 简 介 :汪 子 翔 ( 2 0 0 0 - ), 男 , 沈 阳 工 业 大 学 石 油 化 工 学院高分子材料与工程专业本科在读。
抗菌材料是一类具有抑菌或杀菌性能的新型功能 材料。抗菌材料的抗菌性可以通过在高分子材料中添 加适量的抗菌剂,或以其他方式将抗菌基团引入到载 体材料中 [1]。所制备的抗菌材料本身具有抑制、消灭 有害微生物的功能,可以有效的防止有害微生物的滋 生。抗菌剂是一些微生物高度敏感的化学成分,是抗 菌材料的核心成分 [2],目前已经研发并应用的抗菌剂 类 型 有 :无 机 抗 菌 剂、 有 机 抗 菌 剂 和 复 合 型 抗 菌 剂 三 大类,本文主要阐述了目前国内外抗菌材料的发展现 状、抗菌剂的种类及其优缺点、抗菌机理和不同类型 抗菌材料的研究现状及发展趋势。

2024-2025年中国抗菌剂行业市场发展分析及投资战略前景预测报告

2024-2025年中国抗菌剂行业市场发展分析及投资战略前景预测报告

抗菌剂是一类化合物,能够杀死或抑制细菌的生长繁殖能力,是临床常用的药物,也是医学领域最重要的一项技术。

近年来,随着新种类抗菌药物的开发和抗菌剂制剂技术的不断提高,抗菌剂市场日益发展,市场前景广阔。

一、抗菌剂市场发展现状
近年来,随着医疗技术的发展,抗菌剂市场得到了蓬勃发展。

数据显示,截至2023年,中国抗菌剂市场规模达到30亿元,并以较快的速度发展。

同时,市场竞争也越来越激烈。

1.市场抗菌剂品种日益完善
近年来,各家抗菌剂厂家加大了研发力度,积极开发新型抗菌剂,以满足市场需求。

市场上的抗菌剂种类也越来越多,且多数均能达到一定的质量和安全要求。

2.售价不断下降
抗菌剂相关厂家不断开发新型抗菌剂,并在不断降低价格的情况下,不断更新推出新品,使抗菌剂的销售价格不断下降,同时保持较高的质量水平。

3.广泛应用
抗菌剂可以用于治疗多种细菌感染,可以提高临床疗效,而且安全性较高,应用范围比较广泛,因此应用越来越广泛,受到广大患者的肯定和支持。

二、抗菌剂市场投资战略
1.加强创新。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

高分子抗菌剂的发展现状与展望摘要:随着材料科学的迅速发展,抗菌材料开始于第二次世界大战出现。

除了无机抗菌剂和有机抗菌剂被广泛使用外,目前天然抗菌剂和高分子抗菌剂的研究已经有了很大的进展。

根据高分子抗菌剂和小分子抗菌剂在作用方式上的区别,说明高分子抗菌剂具有抗菌活性和选择性强、效果持久、安全无毒等优点,而且合成高分子抗菌剂可以克服天然抗菌剂耐热性差等缺点,通过熔融共混得到抗菌材料,所以高分子抗菌剂具有良好的研究价值。

关键词:高分子抗菌剂;聚合物抗菌材料就是杀菌和破坏微生物生存的一类材料[1]。

随着社会快速发展和人们生活水平的提高,越来越多的人发现细菌、霉菌等有害微生物严重危害着人的自身健康、生活质量与居住环境。

过去发生的种种事件足以证明有害微生物已经危害到人类生存基地——地球,因此如何防止细菌对人体的危害,加强抗菌知识和扩大应用领域显得极其迫切,并得到了进一步的重视。

致病性微生物严重威胁着人类的生命财产安全。

据统计,全球每年约有1700万人死于细菌感染。

近年来,O-157:H7致病性大肠杆菌、SARS病毒以及H5N1病毒的流行,也都曾引起世界性的恐慌。

人们在应对这一严峻挑战中发现,研制抗菌制品能有效抵御致病性微生物的侵袭,保障人类健康。

与传统的物理、化学灭菌法相比,抗菌制品具有卫生自洁作用,能直接杀死表面的病原性微生物,有效避免交叉感染、抵御传染性疾病;抗菌效果更为长效、广谱、经济、方便;一般不会影响制品以外的空间及微生物环境,安全性能较好。

抗菌材料现已成为材料科学中最具活力的领域之一[2]。

1.高分子抗菌剂的研究现状1.1高分子抗菌剂的研究在国内外的发展状况国际上以日本、美国、德国和英国为代表的国家从八十年代开始研究抗菌剂。

日本为最早研制抗菌剂的国家,有石冢硝子、东亚合成、品川燃料等知名度的公司。

日本的抗菌剂生产厂家,除最初的材料厂家之外,化工公司、陶瓷公司、纤维公司、甚至电机等企业纷纷加入。

日本最早使用Zeomic抗菌剂制成的抗菌除臭袜和抗菌塑料。

由于抗菌效果较好,很快被日本及其它国家广泛使用[3]。

当今抗菌材料的研究与开发的热点之一就是高分子抗菌材料的合成与应用。

高分子抗菌剂的定义是,以共价键的方式使带抗菌基团前体结台到目标聚合物中而得到的在有机类抗菌剂中杂环N-卤代胺抗菌剂已被证明是一类强杀菌和灭菌的抗菌剂。

研究者们把N-卤代胺的抗菌剂引进到高分子材料中使其具有抗菌剂,这样一来进一步扩大了高分子抗菌剂的应用领域。

目前,高分子抗菌材料已用于食品包装、医疗器械、服装、家电等多个领域[4]。

1.2高分子抗菌剂的作用特点抗菌材料的核心是抗菌剂的研发。

经过多年的研究应用,抗菌剂业已形成无机抗菌剂、有机抗菌剂、天然抗菌剂和合成高分子抗菌剂4大体系。

它们的作用方式颇为不同,其中,无机(光催化型的除外)和有机抗菌剂属于释放型抗菌剂,它们被负载在合适的载体中,并被不断释放到周围环境、进入细菌体内以发挥抗菌作用。

这会导致活性组分的含量不断下降,抗菌性能也将随之不断降低,直至消失,因此需严格控制释放速率,在满足抗菌需求的同时尽量延长有效期;同时难以避免残余毒性的问题,可能威及人类健康和环境安全[5]。

由于这些问题的存在,人们不得不寻找更为安全有效的替代品。

开发合成高分子抗菌剂,是人们试图结合天然高分子抗菌剂和有机抗菌剂优点的尝试。

人们在深入研究后发现,合成高分子抗菌剂能通过与细菌的直接接触而杀死细菌,并不需要释放活性物质。

因此,制品的抗菌性能持久而稳定,残余毒性大大降低,安全性提高。

另一个突出的优点是,它们的活性官能团密度远高于有机小分子,这可能使其抗菌性能更为优异。

正因如此,高分子抗菌剂的研究在近年来获得极大关注,发展十分迅速。

但需指出的是,由于高分子的尺寸远远大于有机小分子,穿越细胞壁和细胞膜的阻力也将大幅增加,这可能使其难与细菌细胞内部的作用靶位接触。

这是部分高分子抗菌剂的活性不如有机小分子的原因[6]。

因此,有必要分析归纳不同高分子抗菌剂的特点,从而为后续研究提供参考。

2.高分子抗菌剂的类型及其特点2.1季铵盐类聚合物在高分子抗菌剂中,季铵盐聚合物的应用研究极为广泛。

它们的特点是结构中心为正一价的季铵氮离子(),周围有4个取代基(Rl~R4)及抗衡阴离子(如C1、Br、I等)(图1)N图表1季铵盐聚合物的制备一般选择“先聚合后季铵化”的路线,如Roy等先合成甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯(DMAEMA)的均聚物PDMAEMA,再采用溴代烷使其季铵化,得到季铵化聚合物[7]。

但也有研究采用“先季铵化后聚合”的路线,如鹿桂乾等先采用卤代烷使DMAEMA季铵化,得到季铵盐单体,再通过自由基聚合制备季铵盐聚合物。

相对而言,后者的季铵化程度更高。

季铵盐类聚合物具有抗菌活性高、性能稳定持久、残余毒性及对人体组织的刺激性低等优点,因而备受关注。

人们普遍认可季铵盐聚合物的抗菌性能依赖于的正电性,但对的具体作用模式尚未有定论。

有研究认为,它们是通过与细菌细胞膜(呈电负性)间的静电引力吸附到细菌表面,随后借助于取代烷基的疏水作用,穿透并刺穿细菌细胞膜,进而引起细胞内物质外泄,杀死细菌。

这也是目前最为广泛接受的理论。

但也有研究认为,季铵盐聚合物是依靠与细胞膜中的、离子交换,破坏细菌的电荷平衡和结构的完整性,从而发挥抗菌活性。

2.2季鏻盐类聚合物Akihiko Kanazawa等[8]研制了以季鏻盐为抗菌基团的高分子抗茵剂。

他们发现这种高分子抗菌剂的抗菌活性不仅比相应的小分子高,而且要比相同结构的季铵盐型高分子抗菌剂高出两个数量级。

对季鏻盐上不同的取代基抗菌活性的研究表明,含有较长链(辛基)的化合物有特别高的抗菌活性,可能是憎水性的提高有利于提高对细菌的杀灭力。

Akihiko Kanazawa等通过制备一系列的不同阴离子的聚三丁基苯乙烯基季鏻盐,考察了阴离子和分子量对聚季鏻盐抗菌活性的影响。

他们发现形成离子对比较紧密的化合物,抗菌活性较差,而那些容易解离形成17:1由离子的化合物抗菌活性较好。

对一系列的共聚物的研究还表明,随着季鏻盐单体含量的升高,抗菌活性提高。

因此他们认为季鏻盐基团是主要的抗菌活性基团,化合物正电性的提高有利于提高抗菌性。

2.3卤胺类聚合物高分子抗菌剂中,卤胺类聚合物相对较新[9],结构特点是重复单元中含有一个或多个卤胺键。

理论上而言,酰胺N上的氢都可被卤素取代、形成卤胺键。

Badrossamay等[10]就在聚乙烯(PE)的表面接枝丙烯酰胺,经卤化后材料获得抗菌活性。

但相对而言,研究更多的是杂环状乙内酰胺。

卤胺类聚合物的抗菌活性较高,它们既能释放强氧化性的卤素阳离子到微生物体内,破坏细胞酶的活性和代谢过程,也能通过与细菌的直接接触而发挥抗菌活性。

有研究认为,微生物不可能对卤胺聚合物形成耐药性,且它们的抗菌活性可再生。

当抗菌性能不能满足需求时,简单的卤化处理就能使卤素存量提高,抗菌性能恢复。

但要注意,卤化步骤对抗菌活性影响很大。

2.4胍类聚合物人们发现胍及其衍生物具有很好的抗菌性能,并探索了其在医疗、农产品防护、食品和日用品等方面的使用。

Zhang 等[11]通过缩聚合成了聚六甲基胍盐酸盐和聚六甲基二胍盐酸盐,并用沉淀法制备了亲脂性的聚六甲基胍硬脂酸盐、聚六甲基二胍硬脂酸盐。

在传统的制备路线中需要使用甲醇作为溶剂,但由于产物在甲醇中溶解性很好,给产物的纯化带来了一定的困难。

Zhang 等第一次在高温熔融的单体中进行反应,不需要使用溶剂,克服了传统方法的缺点。

得到的聚合物有较好的抗细菌和真菌效果。

这种抗菌剂可以耐250的高温,因此可以作为聚乙烯、聚丙烯、尼龙66 等高分子材料的添加剂。

2.5壳聚糖类聚合物壳聚糖是天然高分子抗菌剂的代表,具有安全无毒、抗菌活性高的优点。

但它的溶解性差、不溶于水和绝大部分的有机溶剂、黏度大、抗菌活性易受pH值影响、不适宜用于酸碱性较强的环境中,导致应用大大受限[12]。

为了克服上述缺点,人们设计合成了大量壳聚糖衍生物。

其中,研究最多的水溶性壳聚糖衍生物可通过以下3种途径获得:①控制甲壳素的脱乙酰化或壳聚糖的乙酰化反应条件;②利用壳聚糖上的氨基或羟基引入亲水基团、改善水溶性,例如,壳聚糖经羧甲基化、酰化、羟乙基化[13]或磺化[14]反应,都能得到水溶性壳聚糖;③降解大相对分子质量的壳聚糖。

有些基团不仅能改善壳聚糖的水溶性,还能与它协同抗菌,例如,壳聚糖的季胺化衍生物[15]。

3.结语由于抗菌方式不同,与无机或有机抗菌剂相比,高分子抗菌剂在安全性上具有突出优势,因此,有望在对安全性要求更高的抗菌领域获得应用。

高分子抗菌剂具有速度快,加工方便,颜色稳定性好,抗菌谱明确,部分有机抗菌剂对霉菌有特效等优点,但低分子有机抗菌剂存在耐热性差、使用过程中易析出、易挥发等缺点,因此高分子有机抗菌剂将会有很大的发展空间。

特别是将具有抗菌功能的基团通过化学反应组装到基体树脂分子链上得到的抗菌材料,这类抗菌材料克服了普通有机抗菌剂不耐热、与基体相容性差,不耐浸泡洗涤、渗出物安全性等缺点,具有高效、广谱、安全无毒、抗菌效果持久、优良的热稳定性、与树脂良好的相容性、优良的加工性、价格低廉等特点;随着人们环保意识提高,易生物降解、环境友好的抗菌剂也将是今后国内研究的热点。

总之,随着人们生活水平和健康环境意识的提高,发展长效、低毒、广谱、易生物降解的抗菌材料将是人们奋斗的目标。

参考文献[1] Sabil Huda,Stoyan K Smoukov,Hideuyuki Nakanishi.et al.Antibacterial Nanoparticle Monolayers Prepared on Chemically Inert Surfaces by Cooperative Electrostatic Adsorption(CELA)[J].ACS Appl Mater Interf,2010,2(4):1206-1210.[2]季军晖,史维明.抗菌材料[M].北京:化学工业出版社,2003:8-15[3]张文钲,张羽天.Zeomic抗茵剂及相关产品[J].化工新型材料,2009,27(7):18-19.[4]师兰,郭金毓,哈日巴拉.高分子抗菌材料发展现状与展望[J].内蒙古民族大学化学化工学院,2011,26(1)[5] Tashiro T.Antibacterial and bacterium adsorbing macromolecules[J].Macromo.Mater.Eng.,2001,286(2):63-87[6] Chen C Z,BeckTan N C,Dhurjati P,et a1.Quaternary ammonium fanctionalized poly(propylene imine) dendrimers as effective antimierobials:Slracture-activity studies[J].Biomacromolecules,2000,1(3):473-480.[7] Roy D,Knapp J S,Guthrie J T.et a1.Antibacterial cellulose fiber via RAFT surface graft polymerization[J].Bioraacromolecules,2007,9(1):91-99[8] Akihiko Kanaza,TomikiIkeda,and Takeshi Endo,J Polym Sci,PartA.Polymer Chemistry,1993,31,335[10] Badrossamay M R,Sun G.A study on melt grafting of N-halamine moieties onto polyethylene and their antibacterial activities[J].Macromolecules,2009,42(6):1948—1954.[9] Sun YY,Sun G.Novel refreshable N-halamine polymeric biocides:N-chlorination of aromatic polyamldes[J].Ind.Eng.Chem.Res.2004,43(17):5015.5020.[11] Zhang Y M,Jiang J M,Chen Y M.Poiymer,1999:40,6189[12]吴勇,黎碧娜.壳聚糖水溶性改性研究进展[J].广州化工,1999,27(4):1-4[15] Rabea E I,Badawy M E T,Stevens C V,et a1.Chitosan as antimicrobial agent:Applications and mode of action[J].Biomacromolecules,2003,4(6):1457—1465[14] Yu D G,Lin W C,Lin C H,et a1.Cytocompatibility and antibacterial activity ofa PHBV membrane with surface-immobilized water-soluble chitosan and chondroitin-6-sulfate[J].Macrom01.Biosci.,2006,6(5):348—357[13] Liu XF,Song L,Li L,et a1.Antibacterial effects ofchitosan and its water-soluble derivatives on E-coli,plasmids DNA,and mRNA[J].AppL Polym.&t,2007,103(6):3521-3528。

相关文档
最新文档