Cu2+/ZnO负载型抗菌材料的制备及抗菌性能研究

• 作 者: 裴阳阳
• 机 构: 宁夏大学
• 出 处: 宁夏大学
• 发表日期: 2017年期
• 关键词: 蒙脱石 13X分子筛 铜离子 氧化锌 抑菌机理

抗生素作为抑菌或杀菌类药物已被广泛应用于人类疾病治疗、畜禽及水产养殖等多个领域。然而,抗生素的滥用不仅造成环境污染,而且会产生细菌耐药性的风险。因此,寻求一种无毒无害、绿色无污染的抗菌材料已经成为当今社会的热点问题。本论文采用离子交换法和共沉淀法制备具有良好抗菌性能的复合抗菌材料,通过各种测试方法对所制备材料的结构和性能进行分析检测,并对其抑菌和杀菌性能进行定性和定量测定。最后,对该类复合抗菌材料的杀菌机理进行了初步探究。取得的主要结果如下:(1)以蒙脱石和13X分子筛为载体,通过离子交换法和共沉淀法制备了负载型铜离子抗菌材料、负载型氧化锌抗菌材料以及负载型铜离子、氧化锌复合抗菌材料,利用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等表征手段对所制备材料的结构和性能进行分析。结果表明,所制备抗菌材料中铜元素以离子的形式存在,锌元素以氧化物的形式存在,说明铜离子和氧化锌成功负载于两种载体上,分布较为均匀,且两种抗菌剂的载入没有引起载体结构的变化。(2)以大肠杆菌(Escherichiacoli)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)为测试菌种,采用抑菌圈法和标准肉汤稀释法对抗菌材料的抑菌性能进行定性和定量测定。结果表明,不管是单独负载型铜离子抗菌材料、负载型氧化锌抗菌材料,还是负载型铜离子、氧化锌复合抗菌材料都对两种测试菌显示出一定的抗菌活性,说明所制备抗菌材料具有一定的广谱抗菌性,材料制备较为成功;且负载型铜离子、氧化锌复合抗菌材料的抗菌性能明显优于单独负载型铜离子或氧化锌抗菌材料。(3)通过检测加入材料前后大肠杆菌细胞壁、细胞膜及胞内溶物含量的变化情况对复合抗菌材料的杀菌机理进行了研究。结果表明,两种载体对大肠杆菌未显示出抗菌活性,但具有一定的吸附效果,复合抗菌材料的抗菌作用主要源于载体上所负载的铜离子和氧化锌。通过试验发现,抗菌材料使细菌细胞结构发生皱缩、凹陷,对大肠杆菌的细胞壁膜造成了损伤,使细菌细胞壁膜通透性增加,胞内溶物外流,从而导致细菌死亡。