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1、聚（4-乙烯基吡啶季铵盐-丙烯酰胺）的抗菌性能与机理研究Vo1.262005年9月高等学校化学学报CHEMICALJOURNALOFCHINESEUNIVEllSITIESNo.91774—1776[研究简报]聚(4-乙烯基吡啶季铵盐-丙烯酰胺)的抗菌性能与机理研究王蕊欣,高保娇,郭建峰,何三雄(华北工学院化学工程系,太原030051)关键词高分子抗菌剂;吡啶季铵盐;阳离子聚丙烯酰胺;抗菌性能;抗菌机理;杀菌中圈分类号0632.63文献标识码A文章编号0251-0790(2005)09.1774-03季铵盐型阳离子聚合物具有絮凝,缓蚀与杀菌等多种功
2、能¨],据此,我们通过分子设计,先将丙烯酰胺与4-乙烯基吡啶(4一VP)进行共聚合,然后使用季铵化试剂硫酸二甲酯使共聚物阳离子化,制备了吡啶季铵盐型阳离子聚丙烯酰胺(QPAV)[3,43.本文报道QPAV的抗菌性能,并探讨其抗菌机理.结果表明,吡啶季铵盐型阳离子聚丙烯酰胺具有很强的抗菌性能,且其抗菌机理是基于杀菌而不仅仅是抑菌.本文的研究结果与文献[5,6]的某些研究结论(如吡啶盐类抗菌剂对菌体具有强烈的吸附作用,但被吸附的菌体依然保持活性)完全不相同.另外,关于大分子的分子量对抗菌性能的影响,有文献分析认为"由于相对分子量增大,分子变大,在扩散穿
3、透细胞壁时的阻力也增大,因此穿透步骤受到阻抑"[7].结果表明,这种"阻抑"作用对大分子抗菌性能的影响不易显现,在本研究的分子量范围内,随着分子量的增高,QPAV的抗菌性能十分明显地增强.1实验部分1.1QPAV样品的制备阳离子度与分子量系列变化的A和B两个系列的QPAV[3按文献[8,9]方法制备.1.2QPAV对大肠杆菌抗茵能力的测定取活化后的大肠杆菌(E.Coli),接种于液体营养培养基上,于37℃摇床培养14h.取1mL原菌悬液,采用逐级稀释法制成不同梯度的菌液,然后进行平板活菌记数,测得原菌悬液的活菌浓度(以菌落形成数表示,CFU/mL)
4、;依据同法测定不同QPAV浓度作用下及不同接触时间下菌悬液试液的活菌浓度,QPAV在不同浓度及接触时问下对大肠杆菌的抗菌率(Antibacterialratio)按下式计算:抗菌率(%)=[(原菌数一活菌数)/原菌数]×100%1.3卢-半乳糖苷酶活性测定在2份5.5mL磷酸盐缓冲液(PBS,pH为7,4)中,同时加入相同浓度的菌液和底物邻硝基苯酚一D-半乳糖苷(ONPG),振荡15min后,分IIII入浓度相同,但体积不同的QPAV溶液,用分光光度计检测各试液在420nm处吸光度值随时间的变化.2结果与讨论2.1吡啶季铵盐型阳离子聚丙烯酰胺的组成
5、及分子量对大肠杆菌的抗茵能力表1列出了阳离子度及分子量系列变化的两组QPAV数据.抗菌实验表明,QPAV溶液在短时间内及小剂量下即可使活菌数迅速下降,对于季铵化度最高的QPAV样品A.1,在质量浓度为20mg/L及接触时间为5min的条件下,抗菌率可达到100%.因此,吡啶季铵盐型阳离子聚丙烯酰具有很强的抗菌能力.收稿日期:2004-08-23.基金项目:山西省青年科技基金(批准号:94013)资助,联系人简介:高保娇(1946年出生),女,教授,博士生导师,主要从事功能高分子材料的研究.E-mail:gaobaojiao@sohu.comNo.9
6、王蕊欣等:聚(4.乙烯基吡啶季铵盐.丙烯酰胺)的抗茵性能与机理研究Table1CationicdegreeandintrinsicviscosityofQPAVQPAVCationicdeg~(%)IntrinsicviscosiW,[',]/(mL?g)QPAVCationicdegree(%)Intrinsicviscosity,[',]/(InL?g)A.181.0373.63B.154.8045.1OA.275.0375.52B.257.3053.34A-364.3074.25B.355.3266.75A456.5076.83B456.5O
7、76.83A-548.4775.02B.555.8784.162.2阳离子度与分子量对QPAV抗菌性能的影响图l与图2分别为A系列与B系列QPAV的抗菌性能曲线.从图l可见,QPAV随着其阳离子度的增加,抗菌率增大.吡啶季铵盐与烷链季铵盐相同,凭借所带正电荷与负电荷的菌体之间会产生强的静电相互作用,因而大分子QPAV对菌体会产生强烈的吸附作用,QPAV大分子链中的阳离子度越高,正电荷密度越大,对菌体的吸附能力就越强,因此其抗菌性能随着阳离子度的增大而增强.Cationicdegree()FIg.1Effectofcationicdegreeonan
8、tibactericidalratioIntrinsicviscosity,E~]/(mL?g-t)Fig.2Effect
