新型高分子抗菌材料的合成及抑菌性研究

论文摘要

本论文由五部分内容组成:1.文献综述介绍了抗菌剂的分类,对每一类抗菌剂的抑菌机理及其优缺点进行了比较。重点综述了天然有机抗菌剂-壳聚糖及壳聚糖的改性方法应用、有机高分子抗菌剂抗菌基团的引入方式,并对高分子抗菌材料进行了展望,阐述了研究高分子抗菌材料的背景及意义。确立本课题选择合成高分子抗菌材料为研究内容。2.两亲性季铵盐聚合物的合成及抑菌性研究由甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）与醋酸乙烯酯（VAc）的自由基聚合反应,制备出不同比例的poly（GMA-co-VAc）。通过对poly（GMA-co-VAc）的改性研究,得到不同比例的季铵盐聚合物。采用红外光谱、元素分析对季铵盐聚合物进行了表征。研究了该季铵盐对枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及白色念珠菌的最小抑菌浓度（MIC）、抑菌圈直径、红血细胞的溶血性及动力学影响因素。结果表明,GMA:VAc=1:1的季铵盐聚合物具有最好的抑菌性质,对白色念珠菌的最小抑菌浓度为30.5μg·mL-1,抑菌圈直径为6 mm,并且该聚合物对动物红血细胞无任何的损害性。3.原位自由基聚合法对淀粉改性及抑菌性研究冰乙酸溶剂及氮气氛围中,以硝酸铈铵为氧化还原引发剂,研究了可溶性淀粉与盐酸聚六亚甲基胍盐衍生物（PHGH）的接枝共聚反应,制备出具有较好抑菌性能的Starch/PHGH抗菌材料。重点研究了该材料对白色念珠菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌和大肠杆菌的最小抑菌浓度（MIC）、抑菌圈及溶血性。考察了该材料在不同时间和温度对四种菌落生长的影响。实验结果表明所合成材料有很好的抑菌性,其对白色念珠菌的抑菌效果最佳且对动物红血细胞基本没有损害性。4.壳聚糖的改性及抑菌性研究在氮气保护下,以硝酸铈铵为氧化还原引发剂,冰乙酸为溶剂,通过壳聚糖（CS）与盐酸聚六亚甲基胍盐衍生物（PHGH）的接枝共聚反应,制备出具有较好水溶性的CS/PHGH材料。采用红外光谱、元素分析对该材料进行了表征,并对其抑菌性实验进行了研究。结果表明,合成的水溶性CS/PHGH对真菌、革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌的抑制作用均优于壳聚糖,尤其对真菌的抑菌效果最灵敏,其最小抑菌浓度（MIC）为0.39 mg·mL-1,抑菌圈直径为21 mm。5.原子转移自由基聚合法（ATRP）对壳聚糖改性及抑菌性研究合成了大分子引发剂（CS-Br）壳聚糖（CS）接枝2-溴丙酰溴,然后以溴化亚铜与五甲基二乙烯三胺（PMDETA）为催化体系,氯甲基化甲基丙烯酸二甲氨乙酯季铵盐（DMC）为单体,利用原子转移自由基聚合法制备出新材料P（CS-Br-DMC）。重点研究了该材料对白色念珠菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的最小抑菌浓度（MIC）、抑菌圈直径及溶血性。同时考察了其在不同时间对三种菌种生长的影响,并且与壳聚糖本身的抑菌性进行了对比。结果表明,该材料比壳聚糖具有更好的水溶性和抑菌性,其对金黄色葡萄球菌的抑菌效果最佳。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 文献综述
• 1.1 抗菌的意义
• 1.2 抗菌材料的分类
• 1.3 无机抗菌剂
• 1.3.1 无机抗菌剂的类型
• 1.3.2 无机抗菌剂的特点
• 1.3.3 无机抗菌剂的抗菌机理
• 1.4 有机抗菌剂的概念及类型
• 1.4.1 天然有机抗菌剂
• 1.4.1.1 壳聚糖
• 1.4.1.2 壳聚糖的抑菌机理
• 1.4.1.3 影响壳聚糖抑菌性的因素
• 1.4.1.4 壳聚糖的特点
• 1.5 低分子有机抗菌剂
• 1.5.1 季铵盐类抗菌剂
• 1.5.2 季鏻盐类抗菌剂
• 1.5.3 低分子有机抗菌剂的特点
• 1.5.4 低分子有机抗菌剂的抑菌机理
• 1.6 胍类抗菌剂及抑菌机理
• 1.7 有机高分子抗菌剂
• 1.7.1 有机高分子抗菌剂的抑菌机理
• 1.7.2 有机高分子抗菌剂抗菌基团的引入方式
• 1.7.2.1 通过均聚或共聚制备高分子抗菌材料
• 1.7.2.2 通过非辐射的接枝方法制备高分子抗菌材料
• 1.7.2.3 通过辐射的接枝方法制备高分子抗菌材料
• 1.8 高分子抗菌材料研究展望
• 1.9 课题研究的背景及意义
• 参考文献
• 第二章 两亲性季铵盐聚合物的合成及抑菌性研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要原料及仪器
• 2.2.2 合成过程
• 2.2.3 抑菌测试过程
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 红外光谱与元素分析
• 2.3.2 抑菌圈直径
• 2.3.3 最小抑菌浓度（MIC）
• 2.3.4 溶血性试验测试
• 2.3.5 温度对抑菌性的影响
• 2.3.6 作用时间对抑菌性的影响
• 2.3.7 浓度对抑菌性能的影响
• 2.4 结论
• 参考文献
• 第三章 原位自由基聚合法对淀粉改性及抑菌性研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 主要原料及仪器
• 3.2.2 淀粉胍盐衍生物的合成及抑菌测试
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 红外光谱、元素分析、接枝率分析
• 3.3.2 抑菌圈直径
• 3.3.3 最小抑菌浓度（MIC）
• 3.3.4 溶血测试
• 3.3.5 温度对抑菌性的影响
• 3.3.6 作用时间对抑菌性的影响
• 3.4 结论
• 参考文献
• 第四章 壳聚糖的改性及抑菌性研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 主要原料及仪器
• 4.2.2 反应过程
• 4.2.3 抑菌性测试
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 红外光谱、元素分析表征
• 4.3.2 最小抑菌浓度（MIC）
• 4.3.3 抑菌圈直径
• 4.3.4 温度对抑菌性的影响
• 4.3.5 作用时间对抑菌性的影响
• 4.4 结论
• 参考文献
• 第五章 原子转移自由基聚合法（ATRP）对壳聚糖改性及抑菌性研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 主要原料及仪器
• 5.2.2 合成步骤
• 5.2.3 抑菌测试
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 红外谱图分析
• 5.3.2 核磁共振谱分析
• 5.3.3 P（CS-Br-DMC）分子量测定
• 5.3.4 P（CS-Br-DMC）抑菌测试
• 5.3.5 最低抑菌浓度（MIC）测定结果
• 5.3.6 溶血测试
• 5.3.7 作用时间对抑菌性的影响
• 5.4 结论
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间研究成果