随着经济水平的不断提高,人们对于健康的防护意识也随之增强,绿色、高效的新型抗菌材料应运而生;同时随着老龄化社会的加剧,激发了抗菌医疗卫材的市场需求。目前的抗菌材料主要以含银、铜、锌等金属离子及其氧化物的抗菌功能材料为主,有着价格昂贵、金属离子易溶出产生细胞毒性等缺点;并且由于抗生素的滥用,细菌的耐药性不断增加,传统抗生素的效率正在下降。因此迫切需要开发一种新型、高效且成本低的抗菌材料。金属酞菁是与细胞色素P450活性中心卟啉结构类似的大环金属配合物,具有良好的催化活性和化学稳定性,可利用不同的载体进行负载,应用于催化的各个领域。在光照条件下,金属酞菁可作为光敏剂用于癌症光动力疗法(PDT),但能否开发出非光响应的金属酞菁抗菌材料,并且将其应用于抗菌领域则更具有重大意义。聚酯纤维作为一种工业化量产的纤维,可应用于各个领域,利用聚酯纤维对金属酞菁进行负载以提高其重复使用性、稳定性和分散性,并用于抗菌领域。本文将铁酞菁(FePc)通过纺丝添加法负载在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)上,得到铁酞菁/聚酯纳米纤维(FePc/PET)。通过碱处理进行纤维表面改性,得到具有更多活性位点的铁酞菁/聚酯纳米纤维(FePc/PET-T)。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射(2D-XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)等一系列表征手段分析该抗菌纤维的形貌,以金黄色葡萄球菌(S.au)和大肠杆菌(E.coli)为模型菌种来研究FePc/PET的抗菌性能,结果表明FePc/PET-T对S.au的杀菌率为100%、对E.coli的杀菌率达到了 95%。为了进一步研究纤维表面性质,通过X射线光电子能谱(XPS)、接触角、Zeta电位分析,纤维表面ζ电位降低、亲水性提高,显著提高纤维的抗菌性能。在机理分析方面,利用半胱氨酸(L-cy)中的巯基与FePc的轴向配位作用,研究FePc的催化抗菌机理,发现FePc的轴向配位是催化抗菌过程的关键所在。本论文推测,FePc/PET在反应过程中与氧气(O2)相互作用生成了超氧自由基(·O2-)、过氧化氢(H2O2)、羟基自由基(·OH)、过氧自由基(·OH)活性氧自由基,可抑制细菌的繁殖。论文进一步采用相较于PET更具亲水性的聚丙烯腈(PAN)作为载体,通过纺丝添加法将FePc负载在PAN上,得到铁酞菁/聚丙烯腈纳米纤维(FePc/PAN);通过碱处理进行纤维表面改性,得到具有更多活性位点的铁酞菁/聚丙烯腈纳米纤维(FePc/PAN-T)。利用FESEM、2D-XRD、UV-vis等一系列表征手段分析该抗菌纤维的形貌,同样的,选用S.au和E.coli为模型菌种来研究FePc/PAN的抗菌性能,结果表明FePc/PAN对S.au有95%的抗菌性,而对E.coli无抗菌效果;对FePc/PAN通过碱处理进行表面改性,结果表明FePc/PAN-T对E.coli的抗菌率为97.6%。为了进一步研究纤维表面性质,通过XPS分析表明亲水性的进一步提升有助于抗菌性能的提高。另外,利用N,N-二乙基对苯二胺(DPD)显色反应证明了该抗菌体系中有双氧水(H2O2)的产生。本课题组前期对FePc/PAN纳米纤维的类芬顿体系进行研究,发现在FePc/PAN纳米纤维存在下,H2O2分解形成的羟基自由基(·OH)和过氧自由基(·OOH)。所以推测该抗菌体系在H2O2存在的反应过程中,可利用形成的H2O2进一步生成·H和·OOH。本论文推测FePc/PAN在反应过程中与O2相互作用生成了·O2-、H2O2、·OH和·OH,从而使S.au、E.coli灭活。通过本论文的研究,为探索采用催化作用实现制备抗菌纤维的研究提供了新思路和新方法。