基本信息
- 项目名称：
- 新型反应性有机抗菌剂的制备及其应用研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本项目经过三步经典的化学反应合成了一种兼具抗菌性和超亲水性的新型有机抗菌剂（SSB），并利用了红外光谱、核磁共振、X射线光电子能谱（XPS）对其结构表征，初步探索了其抗菌作用机制和毒理性能。研究表明抗菌改性后的玻璃具有超亲水性。经SSB抗菌改性的纤维素衍生物也具有明显的抗菌活性。纺织品经SSB抗菌整理后，无溶出性，具有持久的抗菌活性，另外其亲水性、吸湿排汗性和力学性能都有较大幅度的提高。
- 详细介绍：
- 本项目经过三步经典的化学反应合成了一种兼具抗菌性和超亲水性的新型有机抗菌剂（SSB），并利用了红外光谱、核磁共振、X射线光电子能谱（XPS）对其结构表征，初步探索了其抗菌作用机制和毒理性能。该抗菌剂对革兰氏阳性金黄色葡萄球菌和对革兰氏阴性大肠杆菌的MIC均为70μmol/mL，有很好的抗菌性能。系统研究了SSB在纺织品抗菌整理方面的应用，并探索其在玻璃和纤维素衍生的抗菌改性方面应用。研究表明，去离子水在SSB抗菌改性的玻璃片0.5秒内能完全铺展开，接触角低至0°，具有超亲水性。经SSB抗菌改性的纤维素衍生物也具有明显的抗菌活性。纺织品经SSB抗菌整理后，无溶出性，具有持久的抗菌活性，在经常规洗涤50次后仍对大肠杆菌(8099)、金黄色葡萄球菌(ATCC 6538)和白色念珠菌（ATCC10231）具有90%以上的抗菌活性，远高于我国纺织行业的AAA级抗菌纺织品标准。另外其亲水性、吸湿排汗性和力学性能都有较大幅度的提高。因此，该抗菌剂在纺织品抗菌整理、玻璃、纤维素及其衍生物的抗菌改性等领域具有潜在的重大社会经济效益和科学研究价值。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本作品主要总结了这一年 “挑战杯”的研究成果，按照SSB抗菌剂的合成、结构表征与相关性能分析、以及SSB应用等项目研究思路的进行撰写。
科学性、先进性及独特之处
- 本项目以低能耗的三步化学反应合成了同时含季铵盐和阴离子亲水基团的无毒无刺激性的反应型甜菜碱抗菌剂并表征了其化学结构。反应型的SSB抗菌剂化学键合在棉、麻、玻璃等材质表面，赋予其持久的抗菌活性和亲水性，为可固定化抗菌剂的合成提供科学的指导意义。棉纺织品经本项目抗菌技术整理改性后，其亲水性、吸湿排汗性、断裂强力都大大提高，而不影响纺织品本身的色泽和透气性，抗菌持久，该项目技术成果达到了国际先进水平。
应用价值和现实意义
- 本项目产品SSB抗菌剂在纺织品抗菌整理、玻璃、纤维素及其衍生物的抗菌改性等领域具有潜在的重大社会经济效益和科学研究价值。
学术论文摘要
- 本项目经过三步经典的化学反应合成了一种兼具抗菌性和超亲水性的新型有机抗菌剂（SSB），并利用了红外光谱、核磁共振、X射线光电子能谱（XPS）对其结构表征，初步探索了其抗菌作用机制和毒理性能。该抗菌剂对革兰氏阳性金黄色葡萄球菌和对革兰氏阴性大肠杆菌的MIC均为70μmol/mL，有很好的抗菌性能。系统研究了SSB在纺织品抗菌整理方面的应用，并探索其在玻璃和纤维素衍生的抗菌改性方面应用。研究表明，去离子水在SSB抗菌改性的玻璃片0.5秒内能完全铺展开，接触角低至0°，具有超亲水性。经SSB抗菌改性的纤维素衍生物也具有明显的抗菌活性。纺织品经SSB抗菌整理后，无溶出性，具有持久的抗菌活性，在经常规洗涤50次后仍对大肠杆菌(8099)、金黄色葡萄球菌(ATCC 6538)和白色念珠菌（ATCC10231）具有90%以上的抗菌活性，远高于我国纺织行业的AAA级抗菌纺织品标准。另外其亲水性、吸湿排汗性和力学性能都有较大幅度的提高。因此，该抗菌剂在纺织品抗菌整理、玻璃、纤维素及其衍生物的抗菌改性等领域具有潜在的重大社会经济效益和科学研究价值。
获奖情况
- 1. Environmentally friendly antibacterial cotton textiles finished with siloxane sulfopropylbetaine. ACS Applied Materials & Interfaces. (小修改，已回复).(SCI 收录国际刊物，ISSN: 1944-8244, ACS 数据库) 2. Study of zwitterionic sulfobetaine containing functional siloxane for antibacterial materials. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. in press, Doi: 10.1016/j.colsurfb.2011.03.004. (SCI收录国际期刊, ISSN: 0927-7765. ScienceDirect 数据库). 3. Synthesis and antibacterial activity of siloxane sulfobetaine antimicrobial agents. Surface Science. in press Doi:10.1016/j.susc.2011.03.013. (SCI收录国际期刊, ISSN: 0039-6028. ScienceDirect 数据库). 4. 羟丙基纤维素接枝抗菌改性初步研究. 胶体与聚合物，2010,28(4):171-173. (ISSN:1009-1815. 中国核心期刊(遴选)数据库收录). 5. 一种抗菌防霉纺织品及其制备方法.中国发明专利，申请号：201010106007.3. Derwent (德温特)数据库主入藏号: 2010-K07086 [75]. 6. 一种抗菌化合物及其制备方法. 国际发明专利，申请号：PCT/CN2010/071606.
鉴定结果
- 1.经深圳市疾控中心毒理试验室检测表明，SSB抗菌剂属实际无毒产品，对皮肤无刺激性 2. PCT发明专利国际检索报告表明，该项目成果具有很强的新颖性和创造性。
参考文献
- [1] 范雪荣 等. 中国发明专利，CN200810236011 [2] Kangwansupamonkon W et al. Nanomedicine-Nanotechnology Biology and Medicine. 2009;5:240-249. [3] Daoud WA et al. Surface Science. 2005,599:69-75. [4] Gao Y et al. Textile Research Journal. 2008，78:60-72. [5] Simoncic B et al. Textile Research Journal. 2010，80:1721-1737. [6] Liong M et al. Advanced Materials. 2009,21:1684-1689. [7] Saif MJ et al. Langmuir. 2009,25:377-379. [8]中华人民共和国发展与改革委员会. 抗菌针织品. FZ/T 73023- 2006 [9]中华人民共和国卫生部. 消毒技术规范. 2002. [10]Gui Z etal. European Polymer Journal. 2009,45:1403-1411. [11]Ramstedt M et al. Langmuir. 2007,23:3314-3321. [12]王蕊欣 等. 高等学校化学学报. 2005,26:1774-1776. [13]张黎明 等. 高分子材料科学与工程. 1998,14:72-74. [14]Orhan M et al. Journal of Applied Polymer Science. 2009,111:1344-1352. [15] Soares G et al. Fibers and Polymers. 2008,9:450-454. [16] 商成杰. 纺织品抗菌及防螨整理.中国纺织出版社. 2009.
同类课题研究水平概述
- 目前国内外尚未见有机硅甜菜碱抗菌剂（SSB）的报导，更不见将SSB用于纺织品抗菌整理以及用于玻璃、纤维素衍生物等材料表面的抗菌改性处理。
