季銨鹽殼聚糖雙殺菌體系的性能研究及應(yīng)用.pdf

1、殼聚糖是一種來源豐富的天然生物大分子，具有抗菌性、生物相容性、吸濕保濕性、成膜性、絮凝性和生物可降解性等諸多優(yōu)良性能，廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、造紙、海水淡化、廢水處理等生物與化工等領(lǐng)域。羥丙基三甲基氯化銨殼聚糖(HACC)是殼聚糖季銨化衍生物中的一種，季銨基團的引入使殼聚糖克服了只能在酸性條件下溶解的缺陷，改善了水溶解性，并具有更好的抗菌性。但好的抗菌性也往往意味著一定的細(xì)胞毒性，平衡殺菌性和生物相容性這一對矛盾是一個非常重要的課題。選用

2、配伍性好的殺菌劑與之復(fù)配，一方面能夠降低每一種殺菌劑的用量，降低毒性，提高生物相容性，另一方面還能發(fā)揮殺菌劑分子之間的協(xié)同作用，保證良好的殺菌性。
　　本文使用瓊脂稀釋法和MTT法研究了陽離子大分子季銨鹽殼聚糖(HACC)、聚六亞甲基雙胍（PHMB）和聚季銨鹽(PQ-1)的最小抑菌濃度和細(xì)胞毒性，結(jié)果表明在安全濃度范圍內(nèi)，PHMB的抑菌效果優(yōu)于PQ-1，因此，選擇PHMB與HACC進(jìn)行配伍，以此來平衡殺菌性和生物安全性。本研究首次

3、將PHMB作為第二殺菌劑與HACC復(fù)配，形成殺菌性和生物相容性皆好的HACC-PHMB雙殺菌體系。結(jié)合光學(xué)顯微成像和熒光光譜法，研究了HACC-PHMB在水溶液中的微觀形態(tài)與殺菌能力之間的關(guān)系。并將該雙殺菌體系應(yīng)用于隱形眼鏡護理液中。具體工作如下:
　　首先，分別研究了HACC的最小抑菌濃度和細(xì)胞毒性，發(fā)現(xiàn)HACC在最小抑菌濃度時，具有一定的細(xì)胞毒性，細(xì)胞增殖率不足100％，表明單獨HACC不能同時兼顧殺菌性和生物相容性。鑒于單殺

4、菌劑殺菌能力的局限性，考慮對殺菌劑進(jìn)行復(fù)配，將HACC作為第一殺菌劑，通過加入第二種殺菌劑來平衡殺菌性和生物相容性的矛盾。由于HACC具有陽離子特質(zhì)，因此，選擇陽離子殺菌劑PHMB或PQ-1與之配伍，根據(jù)最小抑菌濃度和生物安全性結(jié)果，選擇PHMB與HACC進(jìn)行復(fù)配形成雙殺菌體系。
　　其次，將HACC和PHMB溶于緩沖液中，制成HACC-PHMB雙殺菌體系，并研究了不同比率的殺菌性和細(xì)胞毒性，當(dāng)HACC/PHMB為100/1和15

5、0/1時，雙殺菌體系的具有合格的殺菌率和細(xì)胞增值率，且150/1的殺菌效果最好。該結(jié)果表明HACC和PHMB具有很好的配伍性，能產(chǎn)生很好的協(xié)同殺菌作用，滿足殺菌和生物無毒的雙重要求。
　　再者，通過光學(xué)顯微成像法研究了聚集體微觀形態(tài)對殺菌性能的影響，并結(jié)合芘探針熒光光譜法探究聚集體微觀形態(tài)變化的內(nèi)在驅(qū)動力。研究結(jié)果表明，HACC分子在緩沖液中呈現(xiàn)松散的聚集狀態(tài)，PHMB的加入導(dǎo)致聚集狀態(tài)發(fā)生改變。當(dāng)少量的PHMB被加入時，HACC

6、-PHMB聚集體的顆粒很小，在緩沖液中分散度高，表明PHMB與HACC之間的疏水相互作用，減弱了HACC分子間相互作用，使HACC-HACC相互分離，HACC-PHMB聚集體形成。而聚集體的親水部分，如氨基NH2和銨正離子NH4+，會匯集在聚集體表面，這些暴露的陽離子增大了聚集體表面電荷，促使HACC-PHMB聚集體比松散的HACC自聚體更易與微生物外膜相互作用，導(dǎo)致更多微生物死亡。當(dāng)PHMB的加入量增大時，HACC-PHMB聚集體呈現(xiàn)

7、較大體積且緊密的形態(tài)，此時表面電荷更大，這些大的緊密的聚集體通過靜電作用吸引并覆蓋在外膜帶負(fù)電的細(xì)菌或真菌，形成一層面積較大的包裹層，更大程度上阻礙微生物排泄廢物和獲取營養(yǎng)物質(zhì)，阻礙它們的生長與繁殖，因此，當(dāng)HACC/PHMB質(zhì)量比增大時，殺菌率隨之增高。由此推斷，此時微生物細(xì)胞膜的外部作用是主要的協(xié)同殺菌方式。
　　最后，將最佳配比下殺菌率高、生物相容性好的HACC-PHMB雙殺菌體系應(yīng)用于隱形眼鏡護理液，與清潔劑、螯合劑、滲透