二次络合纳米银聚体的制备及其应用
时间：2015-05-09 15:06:27 来源： 点击量：
屠承德 陈 瀚
引言
抗菌材料是指自身具有杀灭或抑制微生物功能的一类新型的功能材料，抗菌剂通过对微生物细胞的结构，生理，生化反应和细胞代谢活动进行干扰和破坏，最终导致微生物的生长繁殖被抑制导致微生物死亡，这就是抗菌材料起到了杀菌和抑菌的作用，按照抗菌剂的抗菌机理可以分为两类，一类是破坏微生物细菌的组成结构，另一类是影响微生物的代谢和生理活动。
微生物的种类及其繁多，抗菌剂一般只能对部分特定的微生物种类表现出抗菌活动，抗菌剂能表现抗菌活性的微生物种类集合称为该抗菌剂的抗菌谱，能对多种微生物同时表现抗菌活动的抗菌剂称为广谱抗菌剂，广谱抗菌性包括两重含义：一是抗菌剂对细菌，霉菌，酵母菌，放线菌等多种微生物种类有抑制作用，二是对每类微生物的各种种属有抗菌性，选择抗菌剂一般希望抗菌剂具有广谱抗菌性。
- 有机抗菌类：
有机抗菌剂与溶出型的无机抗菌剂相比而言，是有机抗菌剂的开发和应用得早很多时间，生产的工艺也相对成熟和完善，人们早期发现的微生物包括细菌和霉菌等类，以及产生对微生物细菌，霉菌的抗菌方法就是从有机抗菌剂开始发展的。
人类对有机抗菌剂的使用不仅使用历史较久，而且在某些领域中有机抗菌剂有着很重要的地位，有着不可替代的作用 ，如有些有机抗菌剂的抗菌和抑菌速度要比无机抗菌剂快，在存储和在使用的过程当中，抗菌剂的外观颜色和低温下的稳定性也不错。
但是有机抗菌剂对微生物的抑制和杀灭作用往往具有一定的特异性和局限性 ，抑菌和灭菌的范围度较窄，没有达到真正意义上的广谱的作用。因此对于有机抗菌剂的分类使用又可以细分为抗细菌剂，防腐剂，防藻剂，防霉剂等，也可以根据使用场合的需要和使用标准，可以选择合适的有机抗菌剂有针对性的来实施对特定环境场合的使用，以希望达到比较满意的使用效果。
2．有机抗菌剂的种类很多，现在目前市场上常用的有卤化类，有机锡类，异噻唑类，吡啶金属盐类，咪唑酮类，醛类化合物，季铵盐类等多种类型。
一种抗菌剂对微生物的杀灭和抑制作用，性能方面取决于该类抗菌化合物所持有的能够发挥作用的基因，另一方面也和该化合物的亲油性和亲水性的基本特性，分之中各原子及基因的排列，分之间的结构键，分之反应性能等密切相关。
3．微生物的细胞外膜一般是半透性的，因此抗菌化合物要具有抑菌和抗菌作用，需要有化学毒性基因发挥作用。
二． 无机抗菌剂和有机抗菌剂的抗菌机理：
1．无机抗菌剂和有剂抗菌剂抑制细菌和杀灭细菌的作用是不相同的，无机抗菌剂的主要抗菌作用和机理是通过和微生物细胞膜表面的阴离子结合，而逐渐进入到细菌细胞或者与微生物细菌细胞表面的疏基等基因反应，从而破坏微生物细菌细胞膜的合成系统及呼吸系统，也就抑制了微生物细菌细胞的繁殖。
但是大多数有机抗菌剂化合物的化学性能稳定性相对比较差，在高温，光照，氧化，遇水的环境下容易分解，有效成分很容易流失而失去抗菌的效果。
2．因此，其抗菌的应用范围受到了局限和限制，但是近年来随着抗菌技术的提高和发展，有机抗菌剂的性能和应用也有了很大的进步，采用了创造应用新的技术和工艺后，其应用的范围也有了很大的扩展。
3．无机抗菌剂类：
无机抗菌剂是利用银，铜，锌，钛等金属极其金属离子的杀菌或抑菌性能而制得的一类抗菌剂，无机抗菌剂大多是广谱抗菌剂型，是属于金属离子溶出型，接触型的抗菌剂。
随着金属材料的超细粉末技术的发展，金属材料银，铜，锌钛的超细粉末特别是纳米金属粉末在材料中的分散已经不再是问题。
目前，纳米银抗菌材料已经实现了产业化，纳米银，铜，锌，钛的粒径在1—100纳米之间，纳米的比表面积大和纳米的燧道效应性能已经可以很能稳定地体现出来了。
4．无机抗菌剂的应用：
无机抗菌剂材料目前主要应用于医疗抗感染领域，对大肠杆菌，白色念珠菌，金黄葡萄球菌等几十种致病微生物都有很好的抑制和杀灭作用。经研究表明，这些纳米金属离子材料都具有广谱，无耐药性，不受酸碱度的影响，亲水性好，环保无污染等多种优点。
纳米金属银离子由于具有表面效应，抗菌性能是微米级的银粒子的200倍以上。添加纳米银粒子材料的医用材料对金黄葡萄球菌，大肠杆菌，绿脓杆菌等医院常见的40多种引起人体感染的病原菌-有着良好的抗菌效果。
三．纳米银抗菌剂的抗菌机理
1．纳米银无机抗菌剂是广谱抗菌材料，也是属于离子溶出型抗菌剂。银离子接触微生物，使微生物的蛋白质结构受到破坏，造成微生物死亡或产生细胞功能障碍，当银离子接触到微生物细胞时，因细胞膜带负电荷与银离子发生库仑吸引，使两者牢固结合导致银离子穿透细胞膜进入微生物体内，使细菌体内蛋白质凝固，破坏了微生物合成酶的活性，并干扰了微生物DNA的合成，造成微生物丧失分裂增殖能力而死亡。
2．纳米银抗菌剂可发挥持久的抗菌效果，金属离子杀灭和抑制细菌的活性按下列顺序递减：
A+>HA2+>CU2+>CD2+>CR3+>NI2+>PB2+>CO4+>ZN2+>FE3+
银离子的抗菌性能顺序如下：
A3+ > A2+ >A+
高价态银离子还原势极高，能使周围的空间产生原子氧而极大地提高了抗菌效果。
四． 二次络合纳米银聚体抗菌剂材料：
1．二次络合纳米银抗菌剂材料是一种全新复配的金属离子和配位离子的聚合体，也称为络和离子体，它是一种离子跟一种分之或者两种不同离子所形成的一类复合杂离子，二次络合纳米银聚体的形成是由过度元素阳离子和配位体之间的络合离子的反映。
2．配位体可以是分之，也可以是阴离子，中心离子或原子数对络合的配位体的所带的电子数平衡。经过二次络合反应的纳米银离子结构更趋稳定，络合离子是由中心离子同配位离子以配位键结合而成的。
3．络合的纳米银聚体抗菌材料就是在以上所述的条件下形成的，全透明，抗氯，抗沉淀，抗见光变色，分散稳定好。
4．.二次络合纳米银聚体的应用：
（1）卫生材料上的应用。
（2）医疗器械上的应用。
（3）纺织工业上的应用。
（4）环境保护上的应用。
