改性殼聚糖-TiO2復(fù)合抗菌材料的研究.pdf

1、殼聚糖(CS)是自然界存在的唯一的堿性多糖，具有優(yōu)越的生物相容性，生物可降解性，且降解產(chǎn)物無(wú)毒、無(wú)免疫反應(yīng)、無(wú)致癌性。殼聚糖還具有廣譜抗菌作用，尤其是對(duì)革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌效果顯著。鑒于納米TiO2具有無(wú)毒、抗菌并分解細(xì)菌等特性，在總結(jié)和借鑒前人研究成果的基礎(chǔ)上，本論文將TiO2引入到改性殼聚糖分子中，首次合成了O-季銨鹽-N-殼聚糖席夫堿/TiO2復(fù)合抗菌材料(O-HTCCS/TiO2復(fù)合抗菌材料)，同時(shí)也對(duì)CS進(jìn)行了改性，設(shè)計(jì)合成了O-2

2、-羥丙基三甲基殼聚糖季銨鹽(QACS)、O-季銨鹽-N-殼聚糖席夫堿(O-HTCCS)，對(duì)改性產(chǎn)物進(jìn)行了理化分析和結(jié)構(gòu)表征，并且采用接觸震蕩法對(duì)改性產(chǎn)物分別對(duì)革蘭式陽(yáng)性和革蘭氏陰性菌的抗菌活性研究。
　　分別采用超聲波降解法和微波輻射法以甲殼素為原料制備了CS，結(jié)果發(fā)現(xiàn)微波輻射法制備CS可以提高CS的脫乙酰度(DD)（最大脫乙酰度可達(dá)85％-90％），縮短反應(yīng)時(shí)間，適當(dāng)控制反應(yīng)條件可以制備高粘均分子量和低粘均分子量的CS。對(duì)微波輻

3、射制備的CS進(jìn)行抗菌活性研究表明，當(dāng)DD值在80±1％范圍內(nèi)時(shí)，對(duì)大腸桿菌具有很好的抗菌活性;當(dāng)DD值在60％左右，對(duì)金黃色葡萄球菌具有很好的抗菌活性。
　　通過(guò)CS和3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨設(shè)計(jì)合成了QACS，其接枝率在50％-60％，并利用紅外光譜和核磁共振碳譜對(duì)產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，確定所合成的化合物即為目標(biāo)產(chǎn)物。對(duì)QACS和CS的XRD譜圖分析表明，QACS比CS具有更好的晶體結(jié)構(gòu)。QACS的抗菌實(shí)驗(yàn)研究表明，QA

4、CS對(duì)大腸桿菌的MIC為0.025 mg/mL，較之CS的MIC為0.125 mg/mL，其抗菌性更強(qiáng)。QACS對(duì)金黃色葡萄球菌的抗菌活性非常好，其MIC達(dá)到0.0125 mg/mL，遠(yuǎn)優(yōu)于CS。
　　基于QACS優(yōu)異的抗菌活性，在-NH2上引入疏水性肉桂醛Schiff堿結(jié)構(gòu)，制備具有雙抗菌結(jié)構(gòu)基團(tuán)殼聚糖季銨鹽的Schiff堿O-HTCCS，通過(guò)紅外光譜和核磁共振碳譜對(duì)產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，確定所合成的化合物即為目標(biāo)產(chǎn)物，常溫下

5、，其不溶于水，化學(xué)穩(wěn)定性比CS有所增強(qiáng)。O-HTCCS抗菌實(shí)驗(yàn)研究表明，其對(duì)大腸桿菌的MIC為0.2mg/mL，與CS相比較沒(méi)有顯著差異;O-HTCCS對(duì)金黃色葡萄球菌的MIC為0.025mg/mL，而CS的MIC大于0.8mg/mL，遠(yuǎn)優(yōu)于CS。
　　本文以O(shè)-HTCCS為原料，首次采用超聲波法引入無(wú)機(jī)抗菌材料-納米TiO2，制備了O-HTCCS/TiO2復(fù)合抗菌材料，并進(jìn)行了紅外光譜和核磁共振碳譜的結(jié)構(gòu)鑒定。O-HTCCS/T