生物与化学工程系论文、壳聚糖-银配合物的制备及其抗菌性能研究

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1、壳聚糖-银配合物的制备及其抗菌性能研究生物与化学工程系应用化学专业118652008026林季琳指导老师薛丽群【摘要】本文用壳聚糖与硝酸银反应，制备了壳聚糖-银配合物，探讨了配比、温度、反应时间和pH等条件对配合物形成的影响，通过红外光谱对配合物进行结构分析表征。研究了壳聚糖-银配合物对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌和白色念珠菌的抑菌性能。结果表明，以壳聚糖对银离子的吸附量为指标，在本实验条件下制备壳聚糖-银配合物的较适宜条件为：0.100g壳聚糖中加入25.00mL0.02mol/LAgNO3，反应温度为50℃，反应时间为6h，pH值为3。抗菌实验

2、结果表明，用浓度为2mg/mL的壳聚糖-银配合物对大肠杆菌、白色念珠菌和枯草芽孢杆菌均可达到80%左右的抑菌率。【关键词】壳聚糖；Ag（Ι）离子；配合物；抑菌1.前言自然界中，许多微生物是人类及动植物众多疾病的病原体，它们时刻威胁着人类的生存与发展。2003年的SARS病毒全国大面积感染事件，2009年在墨西哥引发的“H1N1”流感并感染人致死等事件，这一切都给人们留下了许多思考，公共卫生已引起了各国政府和世界人民的高度关注。为了人类自身的健康发展，改善个人卫生条件已经成为人们的共识。研制高效的抗菌剂对人们健康水平的提高具有十分重要的意义。抗

3、菌剂一般包括无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然抗菌剂三种[1]。无机抗菌剂主要是利用无机离子(如银、铜、锌、钛等)或无机抗菌氧化物来实现杀菌或抑菌的一类抗菌剂。有机抗菌剂主要成分可分为醇系、酚系、醛系、酯系、醚系、过氧化物系、环氧化物系、卤素系等。天然抗菌剂主要是天然动、植物的一些提取物，如鱼腥草素、壳聚糖等，人类最早使用的是天然抗菌剂。甲壳素是一种天然高分子化合物，属于碳水化合物中的多糖，其学名是β-(1，4)-2-乙酰氨基-2-脱氧-D-葡萄糖，是由N-乙酰氨基葡萄糖以β-1，4糖苷键缩合而成的。壳聚糖是甲壳素脱乙酰基的产物，一般而言，N-乙酰

4、基脱去55%以上的就可称之为壳聚糖，或者说能在1%乙酸或者1%盐酸中溶解1%的脱乙酰甲壳素，这种脱乙酰甲壳素就被称之为壳聚糖[2]，结构如图1所示。图1.壳聚糖的结构壳聚糖是一种天然抗菌剂，而且是一种环境友好材料，无毒、无味、可生物降解。其主要原料来源于水产加工厂废弃的虾壳和蟹壳。壳聚糖呈白色或淡黄色半透明状固体，略有珍珠光泽。它具有良好的化学物理性能，能拉丝、成膜、制粒。因为壳聚糖分子链上有活性基团，如氨基和羟基，可修饰活化偶联生成各种衍生物，化学修饰包括羟甲基化、羟基化、烷基化、酰基化、硫酸酯化、缩合反应、接枝与交联反应等。通过化学修饰作

5、用，在壳聚糖分子结构中引入了各种功能团，改善其物化性质。壳聚糖还表现出了止血活性、抗微生物活性、以及与金属离子的强亲和性[3,4]，在食品、制造、化工、环境保护等方面中的运用受到很大的重视。壳聚糖及其衍生物抗菌活性的基础研究9受到了广大科研学者的关注。黎碧娜等[5]对磺化壳聚糖的抑菌性能进行了研究，认为磺化壳聚糖对大肠杆菌、枯草杆菌、葡萄球菌、黑曲霉、假丝酵母都有抑制作用，并且磺化壳聚糖浓度越高，抑菌效果越好。王勇等[6]将壳聚糖经100Gy60Coγ－射线辐射处理后，发现其对金黄色葡萄球菌抑菌效果最强。Guo等[7]合成了不同分子质量的壳聚

6、糖季铵盐，对番茄灰霉病和炭疽病的抗菌效果进行测定发现，壳聚糖季铵盐比壳聚糖具有更强的抗菌性，而且高分子质量的壳聚糖季铵盐的抗菌性强于低分子质量的壳聚糖季铵盐。研究结果表明壳聚糖及其衍生物的抗菌效果明显，衍生物的抗菌性研究空间更大。作为天然抗菌剂的壳聚糖在自然界中含量丰富，杀菌速度快、抑菌效果好，而且具有良好的物理、化学性能和生物相容性，但耐热性能差，大大限制了其应用范围[8，9]。而无机系抗菌材料中以Ag+效果最好，但是与天然或人工合成的高分子化合物亲和性、相容性较差，并且价格昂贵。壳聚糖中糖元的2位为－NHCOCH3或游离的－NH2，3位为

7、仲－OH和6位为伯－OH，这种特殊的结构使得壳聚糖对一些金属离子在一定的pH值下具有螯合作用[10]。赵玉清等[11]人合成了壳聚糖－Ag(I)，并对其抑菌性研究认为，壳聚糖－银对金黄色葡萄球菌有良好的抑制作用，并且抑菌性能力随配合物中Ag的配位比的增大而增强。本实验将制备壳聚糖-银配合物，将天然抗菌剂与无机抗菌剂进行复配。利用壳聚糖-银具有创口愈合和抑菌两种特性，研究该配合物对大肠杆菌、白色念珠菌和枯草杆菌的抑菌性能。希望可以找到壳聚糖与Ag最佳的配比，并且得到的产物对这三种常见的菌有明显的抑菌性，使这种材料可以更好的应用在人们的生活中。2

8、.实验部分2.1实验仪器与药品2.1.1药品与试剂壳聚糖，浙江澳兴生物科技有限公司，脱乙酰度≥85%，相对分子质量1.8×106；NaCl，天津市化学试剂研究所，工