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1、稀土配合物抑菌作用的研究进展潘洁明广西玉林师范学院摘要：稀土元素是21世纪具有战略地位的元素、凭借其独特的光、电、磁等物理化学特性,广泛应用于国民经济和国防工业的各个领域。[1]最近几年,新型稀土抗菌材料,由于其具有毒副作用小、低毒、热性能好以及广谱抗菌活性,越来越受到人们的关注。我国稀土含量丰富,约占世界稀土资源总量的80%。[2]近年来,因为稀土元素及其配合物具有独特的生理生化特性,同时还有很好的抗菌、消炎、抗肿瘤的功效,稀土配合物不断被合成并应用于生物、医药领域中。稀土的作用机理倍受关注。现在，人们已逐渐认识和证实稀土离子具有抑
2、菌作用，但是,稀土离子的抑菌作用不强,较常用的抗生素、消毒剂、化学杀菌剂弱,而且低浓度的稀土对有些菌的生长没有抑制作用。人们从稀土元素和配合物对细胞壁、生物膜、蛋白质、遗传物质的影响等方面,对其抑菌机理和研究方法进行了总结,综述了稀土离子及其配合物对微生物生长产生的抑制作用。关键词：稀土元素，配合物，抑菌作用，机理，研究方法稀土元素(Rare-Earth),其特征是内层的4f电子轨道里一个一个的往里填充电子,元素包含处于化学元素周期表里IIIB族的原子序数为57—71的15个稀土元素(La镧、Ce饰、Pr镨、Nd钱、Pm钷、Sm衫、E
3、u铕、Gd礼、Tb斌、Dy镝、Ho钬、Er辑、Tm链、Yb镱、Lu镥),用Ln代表;另外,IIIB族的钪(^'Sc)和紀(39Y),由于这两种金属元素的化学性质与镧系元素的化学性质类似,因此,人们常常将Y和Sc与镧系元素归于在一类,统一称之为稀土元素,一般公认稀土元素一共有17种。.因其性质上的微小差异,又划分为轻稀土(铈组元素)和重稀土(钇组元素)两个部分。[3]20世纪以来,稀土在生物领域的应用研究日益受到关注,取得了显著的成绩,其包括用于抗炎、抗菌和抗凝血等医药及植物抗病等领域。[4]概述有机稀土抑菌方面的研究现状。目前的研究结
4、果显示,有关的研究虽然起步较早,范围较广,但是内容比较零散,缺乏系统性。1稀土的历史稀土的抗菌作用早已引起人们的关注,早在1906年一种商品名为Ceriform的外用杀菌药就已在欧洲市场上出售,其主要化学成分为硫酸铈钾,其他铈盐也具有抑菌能力。[5]。Jancso等发现钛铁试剂钕、钐化合物具有抗炎性能后,他们将钛铁试剂钕和钐制成的软膏剂型药物称为/Phlog0。通过试验表明,Phlog中稀土与钛铁试剂的比例为1:2时抗炎作用最大,并且含量为3%的软膏使用效果最佳[6]。近年来,大量的研究表明,含3%的磺基水杨酸钕和0.1%洗必泰的漱口
5、液,对菌斑的抑制有效,特别在减轻牙龈炎症方面效果很好,说明稀土离子有明显的抗炎作用。稀土化合物也常表现出其他优越的抑菌性能。例如,樟脑磺酸、邻菲罗啉与稀土三元配合物对金黄色葡萄球菌、芽孢杆菌和绿脓杆菌等的抑制作用有可能比它们相应的配体和二元配合物有更强的作用。[7]近来的研究也表现了同样的结果,较低浓度稀土化合物溶液具有较好的抑菌作用。目前,对有机稀土配合物的抑菌、抗菌效果研究主要是集中在合成的有机稀土的二元、三元的配合物上。2稀土有机配合物的抗菌机理现在普遍认同旳抗菌机理是稀土离子与配体的螯合效应有机配体与稀土金属离子相结合形成配合
6、物以后,稀土离子的正电荷部分转移到有机配体上去,螯合物环上的电子产生离域效应,使得金属离子的极性降低,使得配合物的脂溶性增强,因而配合物能更好的穿透过生物细胞膜的类脂层,从而影响细胞的正常新陈代谢。稀土金属配合物抑菌的另一个可能机理是因为稀土金属配合物通过抑制微生物的断裂氧化性憐酸的作用或者呼吸作用,由此抑制了微生物体内的ATP的制造过程及能量制造过程;另一方面由于稀土离子不仅与细胞碟脂上的幾基有比较强的亲和力,而且和蛋白质肽链上發酸發基也有很强的亲和性,能够稳固到细胞溶酶体膜上和细胞膜上,置换配体,由此来抑制溶酶体释出炎症物质,可以
7、和细菌的RNA里的碟酰基成键结合,抑制它的核酸酶的功能性和活性,从而使细菌的生长过程受到抑制。最后Ca2+又是维持细胞正常生理活动的离子,稀土离子具有抗微生物细胞内Ca2+的作用,因此它对细菌细胞正常生命活动造成干扰,引起微生物细胞死亡。3稀土离子及其配合物的抑菌作用3.1浓度对抑菌作用的影响适宜浓度的稀土元素在生长前期对微生物生长有轻微刺激作用,但随着培养时间的延长,促进作用减弱。提高稀土元素的浓度,对微生物的生长产生抑制作用。吴士筠等进行了La(Ó)抑菌实验的研究,证明La离子对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌有不同程度的抑
8、制作用,并且抑菌作用与La离子浓度成计量关系。有文献报道稀土离子La3+400Lg/mL对大肠杆菌有刺激作用,当浓度大于400Lg/mL时对大肠杆菌有抑制作用[9]。随着稀土配合物的浓度增加,抗菌作用逐渐增加。这是由于稀
