纳米抗菌材料研究综述
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纳米银材料制备及其抗菌性能研究随着现代医疗技术的不断进步,人们对医疗质量和环境卫生要求也越来越高。
而细菌和病毒等微生物的抵抗力也不断提高,传统的抗菌方法已经无法满足日益增长的需求。
在这种情况下,纳米银材料应运而生。
一、纳米银材料的运用纳米银材料是指粒径小于100纳米的银颗粒。
它有一种独特的抗菌作用,可以抑制细菌和病毒等微生物的生长繁殖,具有广泛的用途。
1. 医疗领域在医疗领域,纳米银可以用于制备抗菌肛门喷剂、消毒剂、手术器械、医用敷料和纱布等。
这些产品可以有效地预防感染和交叉感染,提高医疗卫生水平。
2. 食品加工领域在食品加工领域,使用纳米银可以制造出高效的食品包装材料,并可以抑制细菌滋生,从而增强了食品的保鲜期。
3. 环保工程领域在环保工程领域,纳米银可以用于制造高效的废水处理工艺和废气处理设备。
二、纳米银材料的制备方法纳米银材料的制备方法主要有化学还原法、微乳化法、溶胶凝胶法、生物法等。
其中,化学还原法是目前应用比较广泛的一种方法。
化学还原法是将银盐还原成银粒子的一种化学反应。
通过在溶液中加入还原剂,可以使银离子逐步被还原,生成小颗粒的银粉末。
这种方法制备的银颗粒粒径较小、分散性良好、稳定性较高,适用于工业化生产。
三、纳米银材料的抗菌性能研究纳米银的抗菌性能主要与粒径大小、表面电荷、杀菌机理等因素有关。
在研究中,发现纳米银具有以下几种抗菌方式:1. 破坏菌细胞膜纳米银具有较小的颗粒尺寸和较大的比表面积,它的大量表面活性位点对菌细胞膜具有高度的亲和力和嵌入力。
2. 杀死细菌细胞纳米银等离子体会促进产生肝氧化酶、DNA的纤维化等缺氧血管新生因子,降低炎症介质的水平,可有效地杀死细菌细胞。
3. 导致氧化损伤纳米银通过与微生物细胞膜和蛋白质等进行化学反应,产生氧自由基和其他有毒物质,使微生物细胞膜受到氧化损伤而死亡。
总之,纳米银具有独特的抗菌性能,可广泛应用于医疗、食品加工、环保工程等领域。
如今,随着人们对健康环境要求的不断提高,纳米银材料将会有更加广阔的应用前景和更加明亮的未来。
纳米涂料的抗菌性能及应用探讨在当今科技迅速发展的时代,纳米技术已经在众多领域展现出了其独特的魅力和巨大的应用潜力。
其中,纳米涂料作为一种新型的功能性材料,凭借其出色的抗菌性能,逐渐成为了研究和应用的热点。
纳米涂料之所以能够具备抗菌性能,关键在于其独特的纳米结构和成分。
纳米尺度的粒子具有较大的比表面积,这使得它们能够与细菌等微生物充分接触,并通过多种机制发挥抗菌作用。
常见的纳米抗菌材料包括纳米银、纳米氧化锌、纳米二氧化钛等。
以纳米银为例,银离子本身就具有较强的抗菌活性。
在纳米尺度下,其表面积大幅增加,从而释放出更多的银离子,能够更有效地破坏细菌的细胞膜、干扰细菌的代谢过程,最终导致细菌死亡。
纳米氧化锌则通过产生氧自由基来破坏细菌的细胞结构,实现抗菌效果。
纳米二氧化钛在光照条件下能够激发产生强氧化性的物质,对细菌进行氧化分解。
纳米涂料的抗菌性能具有诸多显著的优点。
首先,其抗菌效果持久且高效。
与传统的抗菌剂相比,纳米粒子在涂料中的分散更加均匀稳定,不易流失和失效,能够长时间保持良好的抗菌性能。
其次,纳米涂料具有广谱抗菌性。
它不仅能够有效抑制常见的细菌,如金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等,还对一些真菌、病毒等微生物有一定的抑制作用。
再者,纳米涂料的使用相对安全环保。
由于纳米粒子的使用量较少,且其抗菌作用机制相对温和,对人体和环境的潜在危害较小。
纳米涂料的抗菌性能在众多领域都有着广泛的应用。
在医疗领域,医院的墙壁、医疗器械的表面涂层等都可以采用纳米涂料,有效减少交叉感染的风险。
例如,病房内的墙壁涂上纳米抗菌涂料后,能够抑制病菌的滋生和传播,为患者提供更清洁、安全的治疗环境。
手术器械经过纳米涂料处理后,可以降低术后感染的几率,提高手术的成功率。
在食品工业中,纳米涂料可应用于食品包装材料。
通过在包装材料表面涂覆纳米抗菌涂层,可以延长食品的保质期,防止食品受到细菌、霉菌等微生物的污染。
这对于保障食品安全、减少食品浪费具有重要意义。
抗菌与抗病毒纳米材料的研究与应用近年来,抗菌与抗病毒纳米材料的研究与应用越来越受到关注。
这些纳米材料能够在微观尺度上改变细菌和病毒的生物活性,使其失去致病能力,从而有效地预防和治疗感染性疾病。
纳米材料的研究不仅为医学提供了新的治疗思路,也为生态环境和公共卫生保障提供了新的手段。
一、抗菌纳米材料的研究与应用1. 银纳米材料银纳米材料具有较强的抗菌能力,能够破坏细菌细胞膜和细胞内蛋白质结构,抑制其生长和繁殖。
近年来,银纳米材料被广泛应用于医疗器械、食品包装等领域。
例如,一些医用外科手术器械的表面涂覆银纳米材料,可以有效降低手术感染率。
同时,银纳米材料也可以应用于饮用水净化、环境卫生等领域,保障公众健康和生态环境。
2. 氧化铜纳米材料氧化铜纳米材料具有一定的抗菌能力,能够通过氧化还原反应抑制细菌细胞的呼吸作用,从而破坏其细胞壁和膜结构。
氧化铜纳米材料有着良好的稳定性和生物相容性,可以用于医用材料和食品工业等领域。
3. 石墨烯纳米材料石墨烯纳米材料具有极强的物理化学性质和生物相容性,能够有效地杀灭多种细菌和病毒。
其特有的薄膜结构和高比表面积,使其成为制备高效抗菌材料的理想选择。
石墨烯纳米材料可以应用于食品、饮用水净化、环境卫生等领域。
二、抗病毒纳米材料的研究与应用1. 多肽纳米材料多肽纳米材料是一种新型抗病毒材料,能够通过结构特异性识别和包埋病毒,从而抑制其复制和感染。
例如,糖基化多肽纳米材料能够有效地抑制人类免疫缺陷病毒(HIV)的繁殖,对于治疗艾滋病有一定的潜力。
2. 生物大分子纳米材料生物大分子纳米材料是一种具有天然生物活性的分子,在纳米尺度下展现出了新的物理化学性质和生物学特性。
例如,研究者们利用大豆蛋白质和DNA分子制备了一种抗病毒纳米材料,能够有效地捕捉并杀死流感病毒。
3. 金簇纳米材料金簇纳米材料是一种新型抗病毒材料,能够通过不同机制杀灭多种病毒。
研究者们发现,金簇纳米材料能够结合并杀死人类乙型冠状病毒,对于治疗新冠病毒有一定的应用前景。
纳米抗菌材料制备工艺的抗菌能力与生物相容性研究纳米抗菌材料是一种具有抑制或杀灭微生物生长的能力的材料。
它在医疗、食品加工和环境卫生等领域具有广泛的应用前景。
然而,纳米抗菌材料的制备工艺对其抗菌能力和生物相容性有着重要的影响。
本文将重点讨论纳米抗菌材料制备工艺对其抗菌能力和生物相容性的研究。
首先,纳米抗菌材料的制备工艺对其抗菌能力有着重要的影响。
一种常见的制备方法是溶液法。
在溶液法中,可以通过调节溶液中纳米材料的浓度、反应时间和反应温度等因素来控制纳米颗粒的形貌和尺寸。
研究表明,纳米颗粒的形貌和尺寸对其抗菌能力有着重要的影响。
例如,球形纳米颗粒相对于棒状纳米颗粒具有更好的抗菌能力。
此外,纳米颗粒的尺寸越小,表面积相对较大,与微生物的接触面积也就越大,因此具有更好的抑菌效果。
因此,在纳米抗菌材料的制备过程中,应该选择合适的制备工艺来控制纳米颗粒的形貌和尺寸,以提高其抗菌能力。
其次,纳米抗菌材料的制备工艺还对其生物相容性有着重要的影响。
生物相容性是指纳米材料与生物体的相互作用过程中不引起明显的不良反应。
由于纳米抗菌材料通常需要应用在医疗领域,所以其生物相容性的研究至关重要。
研究表明,纳米抗菌材料的生物相容性与其表面性质密切相关。
一方面,纳米抗菌材料的表面应具有足够的亲水性,以便与生物体内的水分子相亲合,并减少与生物体内的蛋白质和细胞的非特异性吸附,降低其对人体的刺激性。
另一方面,纳米抗菌材料的表面还应具有一定的生物活性,以促进与生物体内细胞的特异性相互作用,增强其与生物组织的相容性。
因此,在纳米抗菌材料的制备过程中,应该选择合适的表面修饰方法,以调控其表面性质,从而提高其生物相容性。
总之,纳米抗菌材料的制备工艺对其抗菌能力和生物相容性有着重要的影响。
在制备过程中,应该选择合适的制备工艺来控制纳米颗粒的形貌和尺寸,进而提高其抗菌能力。
同时,合理调控纳米材料的表面性质,以提高其生物相容性。
未来,随着对纳米抗菌材料的进一步研究,我们有理由相信,纳米抗菌材料将在医疗、食品加工和环境卫生等领域发挥更大的作用。
基于银的复合纳米抗菌材料的研究共3篇基于银的复合纳米抗菌材料的研究1基于银的复合纳米抗菌材料的研究随着社会的发展和人们环保意识的增强,多种生物医学材料的使用越来越被重视,因为它们具有极高的生物相容性和良好的生物学性质。
但是,材料表面可能容易感染病菌和细菌,这影响了医疗器械和生体组织的使用效果和安全保障。
因此,开发一种具有良好抗菌性能的材料一直是生物材料领域的一个关注焦点。
最近的研究表明,纳米颗粒作为生物材料的重要部分,可以提高材料表面的抗菌能力,并且不会产生细胞毒性。
而银离子已经被证明是最有效的抗菌纳米颗粒。
因此,开发一种基于银的复合纳米抗菌材料成为了众多科学家关注的焦点。
这种银基的复合纳米抗菌材料是由银纳米颗粒和其他生物材料组成,并且其在材料表面有着良好的分散性和稳定性。
这种纳米颗粒能快速破坏病菌的细胞壁,使病菌死亡,并且其在人体内也能很好地抑制各种可病菌的增殖。
同时,这种复合纳米抗菌材料也可以有效地与细胞相关的蛋白质相互作用,从而能够有效地预防材料表面的感染和污染。
纳米级别的银颗粒在生物材料的应用上是一个新的领域,目前也还存在着一些问题,例如材料的产量和性能的稳定性。
但是我们可以利用一些新型的先进技术,例如激光成像显微镜和电子显微镜来分析这种银基的复合纳米抗菌材料的性能和表面结构。
同时,生物医学材料方面也有许多先进的设备,例如生物电子微孔技术和光刻技术可以用来制备这种银基的复合纳米抗菌材料。
基于银的复合纳米抗菌材料已经有了很多应用领域,例如生物医学田域、食品包装领域、建筑材料领域等等。
其良好的抗菌性能提高了材料表面的卫生安全系数,同时也可以减少人们的环境污染和空气污染。
总之,基于银的复合纳米抗菌材料在生物医疗领域的应用前景十分广阔,研究人员可以结合新颖的技术和材料科学的成果,不断地提升这种材料的性能和使用范围,在未来发挥更大的作用基于银的复合纳米抗菌材料是一种高效的抑制病菌增殖和杀灭病菌的材料。
纳米抗菌材料纳米抗菌材料是一种应用于医疗、食品加工、环境卫生等领域的新型材料,具有优异的抗菌性能和广泛的应用前景。
纳米抗菌材料是利用纳米技术对材料进行表面改性,使其具有抗菌、抑菌、杀菌等功能,从而起到抑制细菌、真菌、病毒等微生物生长的作用。
本文将就纳米抗菌材料的原理、应用及发展前景进行介绍。
首先,纳米抗菌材料的原理主要是利用纳米级微粒对材料表面进行改性,增加表面的抗菌活性。
纳米材料具有较大的比表面积和特殊的物理化学性质,可以与微生物细胞壁发生作用,破坏其生理功能,从而达到抗菌的效果。
常见的纳米抗菌材料包括纳米银、纳米二氧化钛、纳米氧化锌等,它们具有高效的抗菌性能,对多种细菌、真菌和病毒具有较强的杀灭作用。
其次,纳米抗菌材料在医疗、食品加工、环境卫生等领域有着广泛的应用。
在医疗领域,纳米抗菌材料可以用于制备医用器械、医用包装材料、消毒杀菌剂等,可以有效预防医院感染和交叉感染的发生。
在食品加工领域,纳米抗菌材料可以用于食品包装、保鲜杀菌、食品加工设备表面涂层等,可以延长食品的保质期,保障食品安全。
在环境卫生领域,纳米抗菌材料可以用于空气净化、水处理、表面清洁等,可以有效净化环境,预防疾病传播。
最后,纳米抗菌材料具有广阔的发展前景。
随着人们对健康和环境卫生的重视,纳米抗菌材料将会得到更广泛的应用。
未来,纳米抗菌材料可能会在纺织品、家居用品、化妆品等领域得到应用,为人们的生活带来更多的便利和健康保障。
同时,随着纳米技术的不断发展,纳米抗菌材料的制备工艺和性能将会不断提升,为其应用提供更加坚实的基础。
综上所述,纳米抗菌材料具有优异的抗菌性能和广泛的应用前景,是一种具有重要意义的新型功能材料。
随着技术的不断进步和应用的不断拓展,相信纳米抗菌材料将会在未来发挥越来越重要的作用,为人类的健康和生活质量带来更多的益处。
浅谈纳米材料的抗菌机理与实际应用纳米是长度单位,当物质达到纳米级别时性质将会出现极大的变化。
物质的表面积变大、晶格破损会导致物质出现特殊的物理与化学性质,甚至可以将高分子间的原子结构进行重新排列,构建拥有新物理性质与化学性质的材料。
其中,纳米银与纳米氧化镁就是应用十分广泛的纳米材料,两者都具有较强的抗菌作用,并且在社会生产领域有着广泛的运用。
1纳米银的抗菌机理与应用1.1纳米银的抗菌机理纳米银及其复合材料均拥有优越的抗菌性能。
相对传统材料来说纳米银的优势十分明显。
纳米银的安全性能高,对哺乳动物毒性较弱,鲜有并发症出现。
持久性良好,可以维系较长时间的恒定银浓度,从而达到抗菌目的。
纳米银不易产生耐药性,纳米银处理后的细菌几乎无法存活,能够产生杜绝细菌产生抗药性。
纳米银的抗菌机理主要有以下几点:第一,纳米银破坏细胞膜结构。
细胞是生命体的活动基本结构,而细胞膜则是细胞与外界间隔的物质,也是与外界信息传递,进行能量交流的重要场所,细胞的完整性对于细胞正常生理代谢有着十分重要的作用。
纳米银与细胞膜在接触过程中会导致细胞膜结构与特性出现变化。
Sonit等[1]发现当纳米银粒径小于20nm的时候,纳米银能够与细胞膜的构成成分含硫蛋出现反应,直接损坏细胞膜的结构,使得细胞膜失去正常作用直至细胞死亡。
第二,影响细菌生活环境。
纳米银对细菌的生长并没有直接影响,抗菌作用的形成源自于释放了银离子,并且与氧气的浓度有关。
Yoshinobu等[2]研究表示,在有氧环境中纳米银与Ag2O颗粒都展现出十分明显的抗菌性。
但是细菌的有氧呼吸状态降低了氧气含量,使得银离子有氧浓度下降并且失误抑菌能力。
另外,阴离子能够降低细菌生长过程中必要元素的浓度,例如可以使得磷酸盐、脯氨酸等元素丢失,从而起到抗菌作用。
第三,隔断DNA 复制。
纳米银不仅会通过破坏细胞膜系统结构而祈祷抗菌作用,还可以通过内吞机制等方式进入细胞内部对细胞进行深入的损坏。
纳米抗菌材料纳米抗菌材料是一种应用了纳米技术的新型材料,它具有优异的抗菌性能,被广泛应用于医疗卫生、食品包装、环境卫生等领域。
纳米抗菌材料的研究和应用对于提高人们的生活质量和健康水平具有重要意义。
首先,纳米抗菌材料具有高效的抗菌性能。
由于其纳米级别的微观结构,纳米抗菌材料能够更好地接触到细菌和病毒,从而有效地破坏它们的细胞结构,达到抑制和杀灭微生物的目的。
与传统的抗菌材料相比,纳米抗菌材料具有更广泛的抗菌谱和更持久的抗菌效果,能够有效地减少交叉感染的风险。
其次,纳米抗菌材料具有良好的稳定性和安全性。
纳米材料的制备工艺和配方经过精密设计,能够确保其在不同环境下都能保持稳定的抗菌性能,不易受到外界因素的影响而失效。
同时,纳米抗菌材料在使用过程中不会释放有害物质,对人体和环境没有负面影响,符合环保和健康的要求。
此外,纳米抗菌材料还具有多功能性和可定制性。
通过调整纳米材料的成分和结构,可以赋予其不同的性能和功能,如抗菌、抗病毒、除臭、防霉等。
纳米抗菌材料可以根据不同的应用需求进行定制设计,满足不同领域的抗菌需求,具有较大的市场潜力和应用前景。
总的来说,纳米抗菌材料是一种具有广阔发展前景的新型材料,它的高效抗菌性能、良好稳定性和安全性以及多功能性和可定制性,使其在医疗卫生、食品包装、环境卫生等领域具有广泛的应用前景。
随着纳米技术的不断进步和应用,相信纳米抗菌材料将会为人们的生活带来更多的便利和健康。
在未来的发展中,我们需要加强纳米抗菌材料的研究和开发工作,不断提高其抗菌性能和稳定性,拓展其在不同领域的应用范围,推动纳米抗菌材料行业的健康发展。
同时,我们也需要加强对纳米抗菌材料的安全性和环境友好性的评估,确保其在应用过程中不会对人体和环境造成危害,促进纳米抗菌材料的可持续发展。
相信在不久的将来,纳米抗菌材料将会成为各个领域中不可或缺的重要材料,为人们的生活带来更多的健康和便利。
《纳米银-天然高聚物复合抗菌溶胶的合成及其性能研究》篇一纳米银-天然高聚物复合抗菌溶胶的合成及其性能研究一、引言随着现代医学的飞速发展,抗菌材料的应用已经越来越广泛,尤其是对各种疾病,特别是感染性疾病的预防和治疗。
纳米银作为一种具有独特抗菌性能的材料,其独特的物理和化学性质使其在抗菌领域具有巨大的应用潜力。
然而,单纯的纳米银材料在稳定性和生物相容性等方面仍存在一定的问题。
因此,本研究旨在通过合成纳米银/天然高聚物复合抗菌溶胶,以提高其稳定性和生物相容性,并进一步研究其抗菌性能。
二、实验部分1. 材料与试剂本实验所需的主要材料和试剂包括纳米银粒子、天然高聚物(如壳聚糖、海藻酸钠等)、溶剂(如水、乙醇等)以及其他必要的化学试剂。
2. 合成方法首先,将纳米银粒子与天然高聚物进行混合,通过适当的溶剂进行溶解和分散,然后进行一定的化学反应或物理作用,形成纳米银/天然高聚物复合抗菌溶胶。
3. 性能表征利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、动态光散射(DLS)等技术对合成后的纳米银/天然高聚物复合抗菌溶胶进行形貌、粒径和分散性等性能的表征。
同时,通过抗菌实验评估其抗菌性能。
三、结果与讨论1. 形貌与粒径分析通过SEM和TEM观察,发现纳米银粒子与天然高聚物成功复合,形成均匀分散的溶胶。
DLS结果表明,复合溶胶的粒径分布较窄,表明其具有良好的分散性。
2. 抗菌性能研究通过对比实验,发现纳米银/天然高聚物复合抗菌溶胶对多种细菌和真菌具有显著的抑制作用。
其抗菌性能优于单纯的纳米银粒子,这可能是由于天然高聚物的存在提高了纳米银的稳定性和生物相容性。
此外,我们还研究了不同浓度和不同作用时间的溶胶对细菌生长的影响,发现低浓度的溶胶即可在短时间内显著抑制细菌生长。
3. 稳定性分析通过长时间观察和比较,发现纳米银/天然高聚物复合抗菌溶胶具有良好的稳定性。
即使在存放一段时间后,其形貌和粒径分布仍保持较好,这归因于天然高聚物的稳定作用。
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2018年第37卷第4期·1460·化 工 进展纳米氧化镁抗菌材料的研究进展叶俊伟1,2,杨瑶瑶1,陈弋心1,高梦阳1,柴政泽1,林源1,2,宁桂玲1,2(1大连理工大学化工与环境生命学部,精细化工国家重点实验室,辽宁 大连 116024;2辽宁省硼镁特种功能材料制备与应用技术工程实验室,辽宁 大连 116024)摘要:纳米氧化镁具有毒性低、耐热性高、环境友好、持久和广谱抗菌等优点,可以克服银系抗菌材料的成本高、易变色、稳定性差、生物毒性的问题,也可以弥补光催化类型抗菌材料抗菌效率低和对紫外光依赖的不足,成为当前抗菌材料领域研究热点。
本文从抗菌机理、结构调控和复合材料制备3个方面综述纳米氧化镁抗菌材料的研究进展,介绍活性氧氧化损伤和吸附作用机械损伤两种代表性抗菌机理的研究现状,阐述粒径大小、形貌差异、离子掺杂对氧化镁抑菌活性的影响规律,比较氧化镁-氧化物复合抗菌材料、氧化镁-碳/卤素复合抗菌材料、氧化镁-有机物复合抗菌材料的发展。
分析表明制备高抗菌活性氧化镁抗菌材料的关键是控制其颗粒形貌、粒径及其表面缺陷,并增强其产生活性氧能力和吸附作用。
关键词:氧化镁;纳米粒子;抗菌机理;氧化;复合材料中图分类号:TQ132.2 文献标志码:A 文章编号:1000–6613(2018)04–1460–08 DOI :10.16085/j.issn.1000-6613.2017-1214P rogress of nano-magnesium oxides based antimicrobial materialsYE Junwei 1,2,YANG Yaoyao 1,CHEN Yixin 1,GAO Mengyang 1,CHAI Zhengze 1,LIN Yuan 1,2,NINGGuiling 1,2(1 State Key Laboratory of Fine Chemicals ,Faculty of Chemical ,Environmental & Biological Science and Technology , Dalian University of Technology ,Dalian 116024,Liaoning ,China; 2Engineering Laboratory of Boric and Magnesic Functional Material Preparative and Applied Technology ,Liaoning Province, Dalian 116024,Liaoning ,China )Abstract :Nanoscale magnesium oxide (MgO )antibacterial materials have attached much attention dueto their low toxicity ,high thermal stability ,environmentally-friendly ,permanent and broad-spectrum antibacterial activities. MgO can not only overcome some disadvantages of silver antimicrobial materials such as high cost ,color change ,poor stability ,biological toxicity ,but also increase the efficiency and UV dependent deficiency of catalytic antibacterial materials. In this paper ,the research progress on the antibacterial mechanism ,structure regulation and preparation of the composites of MgO antimicrobial materials was introduced. The generation of reactive oxygen species (ROS )on MgO and the mechanical damage by adsorption were analyzed. The effects of particle size ,morphologies and different doping metal ions on the antibacterial properties of MgO were discussed. Moreover ,the development prospects of MgO-based composites containing various components were also introduced. The key to prepare magnesium oxides with high antibacterial activity is controlling their morphology ,particle size ,surface defects ,enhancing the generation of ROS and improving their adsorption capacity.Key words :magnesium oxide ;nanoparticles ;antibacterial mechanism ;oxidation ;composites能材料。
《纳米银复合抗菌材料的制备及其在壳聚糖薄膜中的应用研究》篇一一、引言随着科技的不断进步和人们生活水平的提高,对日常生活中的抗菌、抗污染等健康安全要求也越来越高。
近年来,纳米银复合抗菌材料以其卓越的抗菌性能和良好的生物相容性受到了广泛关注。
本文将重点探讨纳米银复合抗菌材料的制备方法,以及其在壳聚糖薄膜中的应用研究。
二、纳米银复合抗菌材料的制备1. 材料与设备制备纳米银复合抗菌材料所需的主要材料包括银盐(如硝酸银)、还原剂(如抗坏血酸)、稳定剂(如聚乙烯吡咯烷酮)以及其它辅助材料。
设备包括搅拌器、烘箱、离心机等。
2. 制备方法(1)将银盐溶解在适当溶剂中;(2)加入还原剂,使银离子还原为银单质,形成银纳米颗粒;(3)加入稳定剂和其他辅助材料,对银纳米颗粒进行表面修饰和稳定;(4)通过离心、洗涤等步骤,得到纯净的纳米银复合抗菌材料。
三、纳米银复合抗菌材料的性能表征通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等手段对制备的纳米银复合抗菌材料进行形貌表征。
同时,利用X 射线光电子能谱(XPS)等技术手段对其化学组成和结构进行分析。
此外,还需对材料的抗菌性能进行测试,如对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌等常见菌种的抑菌效果。
四、纳米银复合抗菌材料在壳聚糖薄膜中的应用研究1. 壳聚糖薄膜的制备壳聚糖薄膜的制备主要包括溶解、流延、干燥等步骤。
将壳聚糖溶解在适当溶剂中,然后流延成膜,最后进行干燥处理。
2. 纳米银复合抗菌材料在壳聚糖薄膜中的应用将制备好的纳米银复合抗菌材料与壳聚糖溶液混合,通过流延法将混合溶液制成含有纳米银复合抗菌材料的壳聚糖薄膜。
这种薄膜具有良好的抗菌性能、生物相容性和一定的机械强度,可广泛应用于医疗、食品包装等领域。
五、实验结果与讨论1. 实验结果通过扫描电子显微镜(SEM)观察,发现纳米银颗粒均匀地分布在壳聚糖薄膜中。
X射线光电子能谱(XPS)分析表明,纳米银复合抗菌材料成功与壳聚糖薄膜结合。
纳米抗菌材料纳米抗菌材料,是指通过纳米技术制备的具有抗菌活性的材料。
由于其在抗菌性能、生物相容性及应用领域等方面的优势,成为近年来研究的热点之一。
纳米抗菌材料主要应用于医疗卫生、食品加工、环境净化等领域。
在医疗卫生方面,纳米抗菌材料可以被应用于医疗器械、药物包装等,有效地抑制细菌的滋生和传播,降低感染风险;在食品加工方面,纳米抗菌材料可以被应用于食品包装材料,延长食品的保鲜期,并防止细菌污染;在环境净化方面,纳米抗菌材料可以被应用于空气净化设备、水处理设备等,有效地去除细菌、病毒等有害物质。
纳米抗菌材料具有许多独特的性质和优势。
首先,纳米抗菌材料具有较大比表面积,这使得其更容易与细菌、病毒等微生物接触,从而发挥抗菌作用。
其次,纳米抗菌材料具有较高的抗菌活性,可以有效地杀灭或抑制多种细菌、病毒的生长和繁殖。
再次,纳米抗菌材料具有良好的生物相容性,对人体无毒无害,可以安全地被应用于医疗卫生等领域。
此外,纳米抗菌材料还具有较长的持久性,在一定条件下可以长时间地保持其抗菌性能。
纳米抗菌材料的制备方法多种多样,常见的有化学法、物理法、生物法等。
其中,化学法是最常用的制备方法之一。
化学法制备纳米抗菌材料时,通过调控材料的成分、结构和形貌等,可以得到具有不同抗菌性能的材料。
物理法制备纳米抗菌材料时,常用的方法有磁控溅射、离子注入、溶胶凝胶法等。
生物法制备纳米抗菌材料时,常用的方法有微生物法、酶法、细胞法等。
然而,纳米抗菌材料也存在一定的挑战和问题。
首先,纳米抗菌材料的制备工艺复杂,成本较高,生产难度较大。
其次,纳米抗菌材料对环境有一定的影响,需要进行合理的使用和处置,以避免对环境造成不良影响。
再次,纳米抗菌材料的长期稳定性和安全性还需要进一步研究和验证,以保证其在实际应用中的可靠性和可持续性。
综上所述,纳米抗菌材料具有广阔的应用前景和发展空间。
随着纳米技术的不断发展和成熟,纳米抗菌材料的性能将得到进一步改善和优化,为人类提供更好的医疗卫生、食品加工、环境净化等服务,促进人类健康和可持续发展。
纳米抗菌材料研究综述 陈化飞 哈尔滨商业大学管理学院黑龙江哈尔滨150028
【摘要】为控制有害微生物的生长繁殖,避免细菌的传播和感染,研发高效无毒且效力持久的抗菌剂是一项与人类健康生活息息相关的重要课题。 综述多肽类与壳聚糖、纳米银、二氧化钛(Ti02)、氧化辞(Zn0)及新型纳米材料等常见纳米抗菌材料特点及其抗菌剂机理,并展望纳米抗菌剂的发 展趋势。 【关键词】纳米材料抗茵复配 中图分类号:R45文献标识码:B文章编号:1009—4067f2014)08—85—02
一、
纳米抗菌材料简介
纳米抗菌材料是近年来出现的一种新型抗菌材料,其特征尺寸在 1-10Ohm之间,因此具有纳米材料的基本性能如表面效应、小尺寸效应、 量子尺寸效应和宏观隧道效应等。天然的或人为制备的纳米材料具有更 小规模、更高性能且更有针对性的使用,因此具有很大的应用潜力。 二、常见纳米抗菌材料及其抗菌机理 (一)多肽类与壳聚糖 天然多肽类化合物的抗菌机理是通过在微生物细胞膜中形成纳米级 的通道,引起细胞渗透性能的崩溃,。抗菌多肽类化合物的合成是借鉴了 已知蛋白质的结构,针对特定的抗菌应用,制备不同尺寸、形貌、涂覆 层等多肽纳米结构和其衍生物。 研究表明:壳聚糖对病毒、真菌的抗菌性能要优于细菌;对G+菌的 抗菌效率要高于G一菌。壳聚糖抗菌机理目前并无定论,Qj等认为带正电 荷的壳聚糖可以与带负电的细胞膜反应,引起细胞渗透性的增加,最终 导致细胞内含物的破裂和泄露,这也与实验观察到在PH>6的环境中天然 壳聚糖和其纳米材料均无抗菌活性的现象相一致;Rabea等认为壳聚糖可 以与痕量金属发生鳌合作用,引起酶活性的失效,在真菌细胞中,壳聚 糖可能渗透进细胞壁和细胞核中,与DNA结合阻碍了RNA的合成。 (二)纳米银 含银化合物一直以来就被作为抗菌剂而广泛应用,但是其抗菌机理 一直没有被研究透彻。Matsujnura等提出银离子可以与蛋白质中的巯基 (-SH)反应,导致呼吸酶的失效和ROS的产生;Feng等发现银离子可以 阻碍DNA的自我复制,影响了细胞膜的结构和渗透性;Kim等发现在 UV—A和uv—c的照射下,银离子可以与大量的聚核苷酸形成综合体, 通过三联中间体发生光化学转化,导致DNA的光二聚作用加速,使抗 菌效率提高。 迄今为止,纳米银的抗菌机理可以总结为以下几种:(1)纳米颗粒 在细胞表面上的粘附影响了细胞膜的性能,如相关报导提出纳米银降解 了脂多糖分子,在细胞内积累形成聚集点,引起细胞渗透性的大幅提高; (2)纳米银进入细胞内部,引起DNA损坏;(3)纳米银中具有抗菌功 能的银离子的释放。 (三)二氧化钛(Ti02) 其抗菌性主要源于ROS的产生。此类氧化物禁带宽度较小,当受到 能量较高的紫外光照射时,氧化物价带中的电子会被激发而跃迁到导带。 因此导带上将形成带负电荷的高活性电子,而价带上产生带有正电荷的 空穴。产生的电子一空穴对在空间电场的作用下迅速分离并迁移到粒子表 面。电子居于较高能量状态,可被02捕获,生成超氧离子自由基(・02一), 并会与水发生近一步作用,生成轻基和双氧水(H202);空穴则被H20、 OH一捕获生成轻基自由基(・OH)。这些产物都具有较强的氧化性,能与微 生物体内的有机物发生反应,破坏其繁殖能力和再生能力。 目前研究的热点是希望能将TiO2的光催化活性提高到可见光范同 内,已有采用金属掺杂的方法,如添加 材料使TiO2在可见光下就产 生电子跃迁,同时也提高了材料的抗菌性能。 (四)氧化锌(Zn0) 与TiO2类似,ZnO也因高紫外光吸收率和吸收光谱往可见光方向的 红移而成为研究热点。ZnO对多种细菌具有抗菌功能,其抗菌机理也正 在不断研究中。H202的产生被认为是最主要的抗菌机理之一,另外ZnO 与细胞接触透过细胞壁,也破坏了细胞膜使其解体。Atinaea等发现Zn2+ 对几种细菌的生长有抑制作用,可能是因为Zn2+与细胞膜的结合,延长 了细菌繁殖的对数生长期;Sodeberg等发现Zn2+对c+菌比G一菌更有效, 因为其与树脂类的协同作用对G+菌更强。对于颗粒尺寸的影响,Jones 等认为小颗粒比大颗粒抗菌效率更高,而Franklin等却认为颗粒尺寸对 ZnO抗菌性能没有影响。 (五)新型纳米材料 近年来,一些新颖设计的纳米材料也展示出优越的抗菌性能,.它们 既是优良抗菌剂,又对动物细胞毒性较小,因此有很大的应用前景。 富勒烯(c60、C70等)的发现和性能研究提供了一种具有高电子传导 性、高拉伸性能以及独特的热和光性能的新材料。C60也可以形成稳定 的纳米颗粒的水相悬浊液,称为nC60,其尺寸分布很广,并因为潜在的 抗菌广谱性而备受关注,但其抗菌机理仍在研究中。 碳纳米管的毒性研究表明,其对哺乳动物的肺部细胞的毒性大小按 单壁碳纳米管(SWNT)>多壁碳纳米管(MWNT)>石英>富勒烯顺序递减。碳 纳米管的抗菌性研究相对较少,这是因为它们在水中很难均匀分散。研 究结果表明碳纳米管对C+菌和G一菌都有抗菌作用,可能是因为一种物 理影响或氧化作用损坏了细胞的完整性。尽管碳纳米管的抗菌效率相对 较低,但仍可以被用来防止材料表面生物膜的形成。如果想充分利用碳 纳米管的抗菌性能,需要研究其聚集度、稳定性以及生物利用度等。 石墨烯是由单层碳原子紧密排列而成的二维晶体,自研发以来便因 其优异的电子传递性能和较高的机械强度等成为材料应用的新贵。Hu等 研究了氧化石墨烯的抗菌特陛,发现其对大肠杆菌细胞膜具有破坏作用, 氧化石墨烯悬液在与大肠杆菌接触2h后,抑菌率超过90%,同时它对哺 乳动物产生的细胞毒性很小。
2014・08 中国电子商务● 85 一f l 1付仅研九 —— Z============:======-_一
三、纳米抗菌剂的发展趋势 纳米有 无机、无机/无机等多种复配方式或抗菌微粒组装等技术是 纳米抗菌剂发展的一个趋势: (1)为了克服离子溶出型无机抗菌剂抗菌谱的局限陛,可采用纳米 有机/无机复合的方式将有机抗菌剂交换到层间距比较大的粘土矿物上, 以扩宽抗菌剂的抗菌谱范围。 (2)无机呒机复配体系中,各种不同无机抗菌剂的固有抗菌活性可 能会显著的增强。在低添加量的情况下获得更高更全面的抗菌性能。如 光催化抗菌剂与离子溶出型抗菌剂复合。 (3)组装型抗菌剂一般由载体核、包覆层组成。外包敷层可改善抗 菌的缓释陛能及与基体的亲和性能。 此外找到有效抑制银系抗菌剂变色的方法也是各国研究人员努力的 一个方向。 参考文献 [1]Qi L F,et a1.Preparation and antibacteria1 activity of chitosan nanopartiCieS[J】.Carbohydrate Research,2 012,339(16) :2693-2700. [2]Rabea E I,et a1.Chitosan as antimicrobia1 agent:App
lications and mode of action[J】.Biomacromolectl1es 2 01 3,4(6) :1457—1465. [3】Mat sunaga T,et a1.Photoelectrochemica1 Steri1ization of microbial_ce11 S by semiconductor Powders[J]J.Fems Microbiology Letters,2008,29(卜2):21卜21 4 [4]Kim J S,et a【.Enhanced inactivation of E.coli and MS一2 Phage by Silver ions combined withUV—A and vi sible 1ight irradiation[J]. Water Researeh,2 01 3,42(卜2):356—362. [5]Manes S P C,et a1.Bactericida1 activity of Photocatalytic Ti02 reaction:Toward an understanding of ns ki“ing mechani sm[J]. Appl ied and Environmenta1 Microbiology,2009,65(9):4094—4098. 【6]nu W,et a1.Graphene-Based Antibacteria1 Paper[J].Acs Nano, 201 0,4(7):4317—4323. 作者简介 陈化飞,硕士,讲师,主研领域:商品学。 基金项目 黑龙江省自然科学基金资助项目“关于纳米抗菌化妆品及其防腐体 系效能的研究”(D0211)的阶段性成果之一。
(上接58页)2、创建学籍表:在窗口中双击“使用设计器创建表”,打 开设计窗口,按“学籍表”的信息输入,选择“学号”和“姓名”两个 字段,点右键一选主键,把字段创建为主键。最后把表保存为“学籍表”。 主键:作为主键的字段中所有记录都是唯一的,另外多个表的连接 需要通过主键才能建立。 3、用同样的方法创建“成绩表”、“详纽晴况”、“科目表”。 4、建立表之间的关系:使各个表协同工作。 在数据库窗口中,单击“工具一关系”命令,或在空白处单击鼠标 右键,在菜单中点“关系”命令,出现窗口。单击菜单“关系”下的“显 示表”命令,弹出一个显示袭的窗口,接着把刚创建的五个表都添加上 去。然后通过鼠标选择需要链接的字段,一般是作为主键的字段,拖动 这个字段名称到与它联系的其它表格的相应字段,松开鼠标,此时会出 现一个“编辑关系”对话框,不需要修改,直接单击“创建”按钮,就 会在两个联系的字段之间出现一条连接线,此时创建关系成功。 5、初始数据的输入: 在对象列表中选择“表”选项,在数据库窗口中双击打开学籍表, 把本班同学的初始数据输入表中。同时打开科目表,对应编号输入科目 名称,接着打开成绩表,按科目编号输入每科成绩,同样打开详细情况 表按需要在不同时间输入旷课、迟到早退、请假、缺交作业、操行等级、 奖励、处分、班主任评语等学生资料。 6、创建窗体,通过窗体输入数据: 1)在对象列表中选择“窗体”选项,双击“使用向导创建窗体”, 在窗口中选择窗体中显示的表以及这个表的字段,这里选择“学籍表”, 然后从左边的“可用字段”中选择需要的字段,双击这个字段就会显示 在右边的选定的“字段列表”中。 2)单击“下一步”按钮,出现一个“请确定窗体使用的布局”的对 话框,纵栏表式窗体一对数据表中的一组字段进行排列和显示数据,各 个字段的名称显示在左边。 表格式窗体~以表格的形式来显示数据,此窗体的优势在于可以同 时显示多条记录,以具有窗体的功能。 数据表式窗体~可以同时显示更多的数据。 调整表式窗体~可自动根据字段的大小调整所占空间,字段名称显 示在上面。 86 中国电子商务..2014・08 在此选纵栏表。 3)单击“下一步”按钮,出现一个要求选择窗体样式的对话框,在 左边的窗口中会根据选择动态地显示窗体的背景,选择“标准”样式。 4)单击“下一步”按钮,系统弹出的对话框要求为创建的窗体指定 标题,选择该窗体被打开的方式。 5)单击“完成”按钮,就可看到完成后的窗体。 6)在完成的窗体中添加数据,只要点击“增加新记录按钮”,就可 以输入一组新的数据。 只要使用相同的方法,就可以创建“详细情况的窗体”。 7、创建查询,通过窗体生成家庭报告书: 1)创建“详组情况查询”:在对象列表中选择“查询”选项,双击 “使用向导创建查询”,在弹出的对话框中选择“详细情况”表,并从左 边选择需要写进家庭报告书的字段内容到右边,点“下一步”。 2)在对话框中确定使用明细查询还是汇总查询,这里默认。 3)单击“下一步”按钮,系统弹出的对话框要求为创建的查询指定 标题,选择该查询被打开的方式,这里都用默认。点完成,得到完成后 的查询。 4)用以上的方法,通过选择“成绩表”和“科目表”的字段,创建 一个“成绩查询”。 5)用刚创建的“详细情况查询”来建立一个“期末报告”窗体,但 此时还没有成绩在报告表中。单击“设计”按钮,转到设计视图,通过 右边的滚动条拉到最下面,单击工具箱中的“子窗体/子报表”,在设计实 力下面空白处拖拉一个四方框,松开鼠标,在对话框中选择“成绩查询”, 单击“下一步”。在弹出的对话框中输入窗体名称“成绩子窗体”,点“完 成”。最后通过打印输出就可以得到漂亮的家庭报告书了。 总结:通过不同的要求创建不同的查询、窗体、报表、数据页,从 而得到学生不同的信息组合,满足班主任保存学生不同时段情况的需要 以及能及时了解学生情况的要求,提高班主任的工作效率。 参考文献 [1]范国平、陈晓鹏编著, ̄ACCESS数据库系统开发实例导航》,人 民邮电出版社. 【2]廖疆星、林涛编著, ̄ACCESS应用基础教程》,中国石化出版社.