无机纳米抗菌剂课稿.ppt

无机纳米抗菌材料 抗菌材料 无机 纳米 背景 有害菌是影响人类健康和寿命的重要因素 （1996，日本，大肠杆菌） 利用有益菌改善生活条件 抑制有害菌 　抗菌材料的起源从远古时代人们就开始使用，人们发现用银和铜容器留存的水不宜变质，后来皇宫达贵富人吃饭时又习惯使用银筷子，民间又用银制成饰品佩带，我国民间很早就开始认识到银有抗菌作用。 抗菌剂 抗菌剂是指能够在一定时间内，使某些微生物（细菌、真菌、酵母菌、藻类及病毒等）的生长或繁殖保持在必要水平以下的化学物质 抗菌剂是具有抑菌和杀菌性能的物质或产品。 抗菌剂分类 抗菌剂一般分为： 无机抗菌剂 有机抗菌剂 天然抗菌剂。　　 一、无机抗菌剂 　金属系 光催化系 氧化物　　 一、无机抗菌剂 　金属系： 利用银、铜、锌等金属的抗菌能力，通过物理吸附、离子交换等方法，将银、铜、锌等金属（或其离子）固定在沸石、硅胶等多孔材料的表面制成抗菌剂，然后将其加入到相应的制品中即获得具有抗菌能力的材料。 　　 汞、镉、铅等金属也具有抗菌能力，但对人体有害；铜、镍、钴等离子带有颜色，将影响产品的美观，锌有一定的抗菌性，但其抗菌强度仅为银离子的1/1000 。 银离子抗菌剂在无机抗菌剂中占有主导地位。　　 银离子类抗菌剂的载体有磷酸锆、羟基磷灰石、沸石、陶瓷、活性炭等。有时为了提高协同作用，再添加一些铜离子、锌离子。 光催化系： 二氧化钛----在光激发下束缚态的电子-空穴对变为激发态的电子、空穴并向晶粒表面扩散，电子、空穴达到表面的数量越多，反应活性越大，抗菌效果越好。 ------抗菌陶瓷 氧化物系： 氧化镁、氧化钙、氧化锌、氧化铜、钙制剂（扇贝、牡蛎） ----本身具有一定的抗菌性 此外还有磷酸二氢铵、碳酸锂等无机抗菌剂。 有机抗菌剂 有香草醛或乙基香草醛类化合物，常用于聚乙烯类食品包装膜中，起抗菌作用。另外还有酰基苯胺类、咪唑类、噻唑类、异噻唑酮衍生物、季铵盐类、双呱类、酚类等。 目前有机抗菌剂的安全性尚在研究中。一般来说有机抗菌剂耐热性差些，容易水解，有效期短。 天然抗菌剂 　天然抗菌剂主要来自天然植物的提取，如甲壳素、芥末、蓖麻油、山葵等，使用简便，但抗菌作用有限，耐热性较差，杀菌率低，不能广谱长效使用且数量很少。 无机抗菌剂优点 金属离子作用机理 　　接触反应抗菌机理：银离子接触反应，造成微生物共有成分破坏或产生功能障碍。当微量的银离子到达微生物细胞膜时，因后者带负电荷，依靠库仑引力，使两者牢固吸附，银离于穿透细胞壁进入胞内，并与SH基反应，使蛋白质凝固，破坏细胞合成酶的活性，细胞丧失分裂增殖能力而死亡。银离子还能破坏微生物电子传输系统、呼吸系统和物质传输系统。 纳米抗菌剂 纳米金属 纳米氧化物 纳米化合物 包括把金属离子担载在纳米微球、纳米纤维、纳米管等载体上 存在问题 氧化 分散 稳定 相容性 研究手段 1 形貌调控 2表面担载 Ag NP 3 表面修饰 4 内包覆 5 复合物 GSH-Ag NPs Ag nps with different morphologies Materials Science and Engineering C 33 (2013) 397–404 表面担载 Ag NP 内包覆Ag NPs Silver-Coated Engineered Magnetic Nanoparticles Are Promising for the Success in the Fight against Antibacterial Resistance Threat, ACS Nano, 2012, 2656-2664 机理研究 离子机制 纳米效应 The presence of O2 or common ligands can differentially affect the toxicity of AgNPs vs Ag+, and underscore the importance of water chemistry in the mode of action of AgNPs A possible mechanism of toxicity is proposed which involves disruption of the mitochondrial respiratory chain by Ag-np leading to production of ROS and interruption of ATP synthesis, which in turn cause DNA damage. It i