纳米氢氧化镁的抗菌性研究
河北镁熙生物有限公司表示,目前已经有多项研究了纳米氢氧化镁的抗菌性能及抗菌机理,并加以应用。
首先考察了悬浊液中纳米氢氧化镁对大肠杆菌,金黄色葡萄球菌,吩嗪伯克氏菌的抗菌性能,结果表明在纳米氢氧化镁的作用下,细菌存活率随着时间的增长而降低,且细菌死亡不可修复;与其它纳米材料包括CuO,NiO以及粘土的抗菌效率相比,对革兰氏阳性菌,纳米氢氧化镁的抗菌效率低于CuO,而对革兰氏阴性菌,与CuO类似,高于NiO,展示了纳米氢氧化镁作为抗菌剂的良好应用前景。
另外,实验建立了多次顶空抽提气相色谱技术(MHE-GC)对微生物生长情况进行检测,绘制了大肠杆菌生长曲线,避免了原顶空法实验工作量和误差较大的问题。与比浊法相比,MHE-GC法可以早1.2h检测出大肠杆菌的生长速率,具有更高的灵敏度;其对大肠杆菌数目的检测结果与平板菌落计数法结果一致,表明MHE-GC法具有较高的精确度。
其次,以大肠杆菌为测试对象,对纳米氢氧化镁的抗菌机理进行了讨论。实验结果表明氢氧化镁纳米颗粒悬浊液中的OH和Mg2+对大肠杆菌的生长并无杀灭作用,但pH---10的碱性溶液对大肠杆菌的繁殖有一定的抑制作用;其杀菌过程在黑暗中也可进行,表明纳米氢氧化镁杀菌并不依赖于光源。提出胞吞一离解机理,即氢氧化镁纳米颗粒由胞吞作用进入细胞内部,在细胞体内的水性环境中释放大量OH-,破坏了细胞体内正常的中性环境,引起核酸和蛋白质的化学变性,从而导致细菌死亡。实验结果证实阻碍或促进细胞对氢氧化镁的胞吞作用,比如选用微米级氢氧化镁颗粒,加入能量抑制剂,引入长时间的紫外光照等,都严重影响了杀菌过程的进行。
最后,将纳米氢氧化镁的抗菌性加以应用,制备了抗菌纸和PVDF/氢氧化镁共混膜。采用湿部添加法制备了纳米氢氧化镁抗菌纸,对纸张样品中氢氧化镁的留着率和纸张抗菌性能进行考察,结果表明纳米氢氧化镁的留着率高于75%,可以满足实际应用的要求;在实验操作条件下,添加3 wt%氢氧化镁纳米颗粒的纸张样品对大肠杆菌在18 h内可以达到100%的杀菌率,具有良好的应用前景。
采用相转化法制备了PVDF/氢氧化镁共混膜,实验测定了共混膜的组成结构,机械稳定性,牛血清白蛋白(BSA)吸附量等,并考察了氢氧化镁纳米颗粒对膜孔结构和渗透性能的影响。结果表明氢氧化镁纳米颗粒的添加,改变了PVDF/氢氧化镁共混膜的孔结构和亲水性,当PEG浓度为5wt%时,共混膜处理含菌溶液的滤饼阻力与PVDF原膜相比下降为原来的1/5,显著提高了膜的抗生物污染性。