论文部分内容阅读
壳聚糖(CS)是自然界存在的唯一的碱性多糖,具有优越的生物相容性,生物可降解性,且降解产物无毒、无免疫反应、无致癌性。壳聚糖还具有广谱抗菌作用,尤其是对革兰氏阳性细菌效果显著。鉴于纳米TiO2具有无毒、抗菌并分解细菌等特性,在总结和借鉴前人研究成果的基础上,本论文将TiO2引入到改性壳聚糖分子中,首次合成了O-季铵盐-N-壳聚糖席夫碱/TiO2复合抗菌材料(O-HTCCS/TiO2复合抗菌材料),同时我们也对CS进行了改性,设计合成了O-2-羟丙基三甲基壳聚糖季铵盐(QACS)、O-季铵盐-N-壳聚糖席夫碱(O-HTCCS),对改性产物进行了理化分析和结构表征,并且采用接触震荡法对改性产物分别对革兰式阳性和革兰氏阴性菌的抗菌活性研究。分别采用超声波降解法和微波辐射法以甲壳素为原料制备了CS,结果发现微波辐射法制备CS可以提高CS的脱乙酰度(DD)(最人脱乙酰度可达85%-90%),缩短反应时间,适当控制反应条件可以制备高粘均分子量和低粘均分子量的CS。对微波辐射制备的CS进行抗菌活性研究表明,当DD值在80±1%范围内时,对大肠杆菌具有很好的抗菌活性；当DD值在60%左右,对金黄色葡萄球菌具有很好的抗菌活性。通过CS和3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵设计合成了QACS,其接枝率在50%-60%,并利用红外光谱和核磁共振碳谱对产物的分子结构进行表征,确定所合成的化合物即为目标产物。对QACS和CS的XRD谱图分析表明,QACS匕CS具有更好的晶体结构。QACS的抗菌实验研究表明,QACS对大肠杆菌的MIC为0.025mg/mL,较之CS的MIC为0.125 mg/mL,其抗菌性更强。QACS对金黄色葡萄球菌的抗菌活性非常好,其MIC达到0.0125 mg/mL,远优于CS。基于QACS优异的抗菌活性,在-NH2上引入疏水性肉桂醛Schiff碱结构,制备具有双抗菌结构基团壳聚糖季铵盐的Schiff碱O-HTCCS,通过红外光谱和核磁共振碳谱对产物的分子结构进行表征,确定所合成的化合物即为目标产物,常温下,其不溶于水,化学稳定性比CS有所增强。O-HTCCS抗菌实验研究表明,其对大肠杆菌的MIC为02mg/mL,与CS相比较没有显著差异；O-HTCCS对金黄色葡萄球菌的MIC为0.025 mg/mL,而CS的MIC大于0.8 mg/mL,远优于CS。本文以O-HTCCS为原料,首次采用超声波法引入无机抗菌材料-纳米TiO2,制备了O-HTCCS/TiO2复合抗菌材料,并进行了红外光谱和核磁共振碳谱的结构鉴定。O-HTCCS/TiO2复合抗菌材料对大肠杆菌的MIC为0.8mg/mL,对金黄色葡萄球菌的MIC为0.025 mg/mL.当O-HTCCS/TiO2复合抗菌材料浓度从0.8 mg/mL-0.025 mg/mL,对金黄色葡萄球菌抗菌率都是100%,较O-HTCCS抗菌效果更好。