基于重力驱动液滴定向运输的主动式抗细菌黏附及抗菌研究

有害细菌黏附在各种材料表面会时刻危害着人类生命健康,每年为应对有害细菌黏附所付出的经济成本数以亿计。黏附在材料表面的细菌最终将形成难以清除的生物膜,预防细菌在初始阶段的黏附可以显著减少生物膜的形成,这是应对细菌黏附的有效途径。迄今为止,预防细菌的初始黏附所采用的手段包括超疏水表面、超亲水表面、润滑表面和智能响应型防黏附表面等。但上述提到的绝大多数抗细菌黏附手段属于静态的被动式抗细菌黏附策略,本研究提出了一种基于重力驱动实现液滴定向运输的主动式抗细菌黏附策略,并且结合银纳米粒子负载的杀菌区构建了一种新型主动式抗细菌黏附系统。通过实验探究了微坡高度、倾角与液滴运动的关系,并得到了最优条件。动态抗细菌黏附测试发现对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗黏附率高达99.71%和98.79%,具有良好的主动抗细菌黏附效果,验证了重力驱动细菌液滴定向运输主动式抗细菌黏附策略的有效性。末端杀菌区不但具有良好的被动抗黏附效果,并且可以有效地杀死运动至杀菌区的细菌液滴,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率高达100%和100%。本研究提出的基于重力驱动实现液滴定向运输的主动式抗细菌黏附策略的抗黏附效果显著,构建的整个新型主动式抗细菌黏附系统具有良好的抗细菌黏附和杀菌能力,为应对细菌黏附提供了一种全新的策略,在生物医学、微流控技术和工业生产等领域具有重要的应用前景。

抗细菌黏附氟化SiO_(2)纳米纤维膜的制备及其性能

探讨抗细菌黏附氟化SiO_(2)纳米纤维膜的制备及性能。以硅酸四乙酯(TEOS)为硅源得到SiO_(2)静电纺丝液,将全氟辛基三甲氧基硅(FAS)掺入纺丝液中,利用静电纺丝法制得抗细菌黏附的氟化SiO_(2)纳米纤维膜。结果表明:氟化SiO_(2)纳米纤维膜具有良好的疏水性,可有效抵御亲水环境中悬浮的细菌细胞,防止其在纤维膜表面黏附。将氟化SiO_(2)纳米纤维膜与大肠杆菌和金黄色葡萄球菌混合培养24 h,从抗菌平板上发现其具有较为优异的抗菌活性。此外,利用L929细胞在培养24 h和72 h后对其体外细胞毒性进行检测,发现氟化SiO_(2)纳米纤维膜仍保持较低的细胞毒性。认为:抗细菌黏附氟化SiO_(2)纳米纤维膜可进一步拓展抗菌纤维的应用。

两性离子自组装仿生表面的制备、表征及抗黏附性能

设计与合成了磺酸甜菜碱型的两性离子化合物:N,N-二甲基氨甲酸乙酯基丙基三乙氧基硅烷磺酸内盐(SiNNS),利用红外光谱(FTIR)和氢核磁共振波谱(1H NMR)对其分子组成与结构进行了表征.通过自组装技术将SiNNS分子构筑在玻璃基材表面,形成了模拟细胞外层膜的仿生表面.利用原子力显微镜(AFM)、X光电子能谱(XPS)和接触角测量仪对表面的形貌特征、化学组成和润湿性进行了表征.以空白玻璃为对照样品,研究了这一表面的防雾性能和抗细菌黏附性能.结果表明,所制备的两性离子自组装仿生表面具有超亲水性和水下超疏油特性,其水滴接触角为9.2°,水下油滴接触角接近180°;与对照样品相比,两性离子自组装表面具有优异的防雾性与抗细菌黏附性.

一种耐细菌黏附纳滤膜的制备及其性能研究

羧甲基壳聚糖(NOCC)和均苯三甲酰氯(TMC)作为水相和油相材料,经界面聚合制得的聚酰胺复合纳滤膜,通量较低、抗细菌黏附污染性能较差.本工作中,在羧甲基壳聚糖水相溶液中加入氧化石墨烯(GO),采用界面聚合方法制备了高截留率、具有较好抗细菌黏附污染性能的荷负电氧化石墨烯-聚酰胺/聚砜(GO-PA/PSf)有机/无机杂化复合纳滤膜.采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)、原子力显微镜(AFM)、接触角(CA)、及表面Zeta电位等对该膜的形貌、物理化学性质进行了表征,并对结果进行了分析.考察和讨论了GO-PA/PSF有机/无机杂化复合纳滤膜的通量、截留率、以及对金黄色葡萄球菌的抗黏附污染性能.研究结果表明,适量的GO加入能够有效地提高聚酰胺纳滤膜的分离性能和对金黄色葡萄球菌的抗黏附污染性能.

具有双重抗菌作用的两性离子水凝胶

合成了一种甲基丙烯酰胺类两性离子单体,采用自由基聚合法制备具有双重抗菌作用的水凝胶。利用1 H-NMR和FT-IR表征单体和水凝胶,考察了水凝胶释放水杨酸的水解曲线。以导入绿色荧光蛋白的大肠杆菌为试验菌,荧光显微镜下观察水凝胶表面的细菌黏附情况;以金黄色葡萄球菌和大肠杆菌为试验菌,研究水凝胶的抗菌性能。结果表明,该水凝胶可有效防止细菌黏附并且通过释放水杨酸实现抗菌性能。