季铵化生物碳渣微粒的开发及其应用

摘要

目的：通过对两亲生物碳渣微粒进行季铵化修饰,从而制得具有广谱抗菌功效的季铵化生物碳渣微粒.利用生物碳渣微粒的两亲性,拓宽季铵盐类抗菌剂的应用领域,以期在抗菌行业做出新的研究成果. 方法：首先,以益生菌(如酵母菌、大肠杆菌、乳酸菌等)的细胞壁为原料,通过水热碳化过程制备表面富含多种功能性基团的两亲生物碳渣微粒;再通过化学键合方式对此生物碳渣微粒进行季铵化修饰,因此获得以生物碳渣微粒为载体的两亲性季铵盐抗菌剂.其次,通过扫描电子显微镜(SEM)、激光粒度及Zeta电位分析仪、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TG)等表征手段对季铵化生物碳渣微粒进行了表征.再次,通过抗菌实验测试对微粒进行抗菌性能测试.最后,通过将季铵化生物碳渣微粒添加到医用硅橡胶、医用乳胶、医用塑胶等医用高分子材料中,考查其对这些高分子材料原有性质的影响及其复合材料的抗菌效果. 结果：季铵化生物碳渣微粒对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌都有非常好的抗菌效果,抗菌率分别为99％、98％、98.5％.含有此季铵化生物碳渣微粒的抗菌型复合材料重复利用40次,其抗菌效果无明显下降.季铵化生物碳渣微粒对医用硅橡胶、医用乳胶、医用塑胶等医用高分子材料的生理惰性、拉伸性能均没有任何影响,由此制得的抗菌型复合材料对人体皮肤无刺激性. 结论：季铵化生物碳渣微粒的杀菌方式为接触式杀菌,具有非常好的抗菌性能,抗菌广谱;通过化学键合的方式将季铵盐接枝于生物碳渣微粒的表面,抗菌效果更加持久稳定;因该产品为两亲性物质,使用过程中不受溶剂的影响,应用领域更广泛,市场推广价值高.该抗菌剂可解决抗菌行业产品升级换代的技术瓶颈,对引领行业发展、造福地方经济社会发展都具有较大的积极作用.