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1、殼聚糖-銀配合物的制備及其抗菌性能研究生物與化學(xué)工程系應(yīng)用化學(xué)專業(yè)118652008026林季琳指導(dǎo)老師薛麗群【摘要】本文用殼聚糖與硝酸銀反應(yīng),制備了殼聚糖-銀配合物,探討了配比、溫度、反應(yīng)時(shí)間和pH等條件對(duì)配合物形成的影響,通過紅外光譜對(duì)配合物進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析表征。研究了殼聚糖-銀配合物對(duì)大腸桿菌、枯草芽孢桿菌和白色念珠菌的抑菌性能。結(jié)果表明,以殼聚糖對(duì)銀離子的吸附量為指標(biāo),在本實(shí)驗(yàn)條件下制備殼聚糖-銀配合物的較適宜條件為:0.100g殼聚糖中加入25.00mL0.02mol/LAgNO3,反應(yīng)溫度為50℃,反應(yīng)時(shí)間為6h,pH值為3??咕?/p>
2、實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,用濃度為2mg/mL的殼聚糖-銀配合物對(duì)大腸桿菌、白色念珠菌和枯草芽孢桿菌均可達(dá)到80%左右的抑菌率?!娟P(guān)鍵詞】殼聚糖;Ag(Ι)離子;配合物;抑菌1.前言自然界中,許多微生物是人類及動(dòng)植物眾多疾病的病原體,它們時(shí)刻威脅著人類的生存與發(fā)展。2003年的SARS病毒全國(guó)大面積感染事件,2009年在墨西哥引發(fā)的“H1N1”流感并感染人致死等事件,這一切都給人們留下了許多思考,公共衛(wèi)生已引起了各國(guó)政府和世界人民的高度關(guān)注。為了人類自身的健康發(fā)展,改善個(gè)人衛(wèi)生條件已經(jīng)成為人們的共識(shí)。研制高效的抗菌劑對(duì)人們健康水平的提高具有十分重要的
3、意義??咕鷦┮话惆o機(jī)抗菌劑、有機(jī)抗菌劑和天然抗菌劑三種[1]。無機(jī)抗菌劑主要是利用無機(jī)離子(如銀、銅、鋅、鈦等)或無機(jī)抗菌氧化物來實(shí)現(xiàn)殺菌或抑菌的一類抗菌劑。有機(jī)抗菌劑主要成分可分為醇系、酚系、醛系、酯系、醚系、過氧化物系、環(huán)氧化物系、鹵素系等。天然抗菌劑主要是天然動(dòng)、植物的一些提取物,如魚腥草素、殼聚糖等,人類最早使用的是天然抗菌劑。甲殼素是一種天然高分子化合物,屬于碳水化合物中的多糖,其學(xué)名是β-(1,4)-2-乙酰氨基-2-脫氧-D-葡萄糖,是由N-乙酰氨基葡萄糖以β-1,4糖苷鍵縮合而成的。殼聚糖是甲殼素脫乙酰基的產(chǎn)物,一般而
4、言,N-乙?;撊?5%以上的就可稱之為殼聚糖,或者說能在1%乙酸或者1%鹽酸中溶解1%的脫乙酰甲殼素,這種脫乙酰甲殼素就被稱之為殼聚糖[2],結(jié)構(gòu)如圖1所示。圖1.殼聚糖的結(jié)構(gòu)殼聚糖是一種天然抗菌劑,而且是一種環(huán)境友好材料,無毒、無味、可生物降解。其主要原料來源于水產(chǎn)加工廠廢棄的蝦殼和蟹殼。殼聚糖呈白色或淡黃色半透明狀固體,略有珍珠光澤。它具有良好的化學(xué)物理性能,能拉絲、成膜、制粒。因?yàn)闅ぞ厶欠肿渔溕嫌谢钚曰鶊F(tuán),如氨基和羥基,可修飾活化偶聯(lián)生成各種衍生物,化學(xué)修飾包括羥甲基化、羥基化、烷基化、酰基化、硫酸酯化、縮合反應(yīng)、接枝與交聯(lián)反應(yīng)等
5、。通過化學(xué)修飾作用,在殼聚糖分子結(jié)構(gòu)中引入了各種功能團(tuán),改善其物化性質(zhì)。殼聚糖還表現(xiàn)出了止血活性、抗微生物活性、以及與金屬離子的強(qiáng)親和性[3,4],在食品、制造、化工、環(huán)境保護(hù)等方面中的運(yùn)用受到很大的重視。殼聚糖及其衍生物抗菌活性的基礎(chǔ)研究9受到了廣大科研學(xué)者的關(guān)注。黎碧娜等[5]對(duì)磺化殼聚糖的抑菌性能進(jìn)行了研究,認(rèn)為磺化殼聚糖對(duì)大腸桿菌、枯草桿菌、葡萄球菌、黑曲霉、假絲酵母都有抑制作用,并且磺化殼聚糖濃度越高,抑菌效果越好。王勇等[6]將殼聚糖經(jīng)100Gy60Coγ-射線輻射處理后,發(fā)現(xiàn)其對(duì)金黃色葡萄球菌抑菌效果最強(qiáng)。Guo等[7]合成
6、了不同分子質(zhì)量的殼聚糖季銨鹽,對(duì)番茄灰霉病和炭疽病的抗菌效果進(jìn)行測(cè)定發(fā)現(xiàn),殼聚糖季銨鹽比殼聚糖具有更強(qiáng)的抗菌性,而且高分子質(zhì)量的殼聚糖季銨鹽的抗菌性強(qiáng)于低分子質(zhì)量的殼聚糖季銨鹽。研究結(jié)果表明殼聚糖及其衍生物的抗菌效果明顯,衍生物的抗菌性研究空間更大。作為天然抗菌劑的殼聚糖在自然界中含量豐富,殺菌速度快、抑菌效果好,而且具有良好的物理、化學(xué)性能和生物相容性,但耐熱性能差,大大限制了其應(yīng)用范圍[8,9]。而無機(jī)系抗菌材料中以Ag+效果最好,但是與天然或人工合成的高分子化合物親和性、相容性較差,并且價(jià)格昂貴。殼聚糖中糖元的2位為-NHCOCH3
7、或游離的-NH2,3位為仲-OH和6位為伯-OH,這種特殊的結(jié)構(gòu)使得殼聚糖對(duì)一些金屬離子在一定的pH值下具有螯合作用[10]。趙玉清等[11]人合成了殼聚糖-Ag(I),并對(duì)其抑菌性研究認(rèn)為,殼聚糖-銀對(duì)金黃色葡萄球菌有良好的抑制作用,并且抑菌性能力隨配合物中Ag的配位比的增大而增強(qiáng)。本實(shí)驗(yàn)將制備殼聚糖-銀配合物,將天然抗菌劑與無機(jī)抗菌劑進(jìn)行復(fù)配。利用殼聚糖-銀具有創(chuàng)口愈合和抑菌兩種特性,研究該配合物對(duì)大腸桿菌、白色念珠菌和枯草桿菌的抑菌性能。希望可以找到殼聚糖與Ag最佳的配比,并且得到的產(chǎn)物對(duì)這三種常見的菌有明顯的抑菌性,使這種材料可以
8、更好的應(yīng)用在人們的生活中。2.實(shí)驗(yàn)部分2.1實(shí)驗(yàn)儀器與藥品2.1.1藥品與試劑殼聚糖,浙江澳興生物科技有限公司,脫乙酰度≥85%,相對(duì)分子質(zhì)量1.8×106;NaCl,天津市化學(xué)試劑研究所,工