无机纳米抗菌剂PPT课件

抗菌剂
抗菌剂是指能够在一定时间内，使某 些微生物（细菌、真菌、酵母菌、藻 类及病毒等）的生长或繁殖保持在必 要水平以下的化学物质
抗菌剂是具有抑菌和杀菌性能的物质 或产品。
抗菌剂分类
抗菌剂一般分为： 无机抗菌剂 有机抗菌剂 天然抗菌剂。
一、无机抗菌剂
金属系
光催化系
塑料制品
耐热性
持久性
广谱性
不产生耐药性 安全性
无机抗菌材料应用于日常生活用品中可 有效抑制细菌滋生，维护人类健康
预防为主
金属离子作用机理
接触反应抗菌机理：银离子接触反应， 造成微生物共有成分破坏或产生功能障碍。 当微量的银离子到达微生物细胞膜时，因 后者带负电荷，依靠库仑引力，使两者牢 固吸附，银离于穿透细胞壁进入胞内，并 与SH基反应，使蛋白质凝固，破坏细胞合 成酶的活性，细胞丧失分裂增殖能力而死 亡。银离子还能破坏微生物电子传输系统、 呼吸系统和物质传输系统。

氧化物
一、无机抗菌剂
金属系：
利用银、铜、锌等金属的抗菌能力， 通过物理吸附、离子交换等方法，将银、 铜、锌等金属（或其离子）固定在沸石、 硅胶等多孔材料的表面制成抗菌剂，然后 将其加入到相应的制品中即获得具有抗菌 能力的材料。

抗菌金属的杀菌能力：
Ag≧Hg ≧ Co≧Ni﹥Zn≧Cu=Fe﹥Mn﹥Mg
Ag系抗菌材料应用历史悠久，对于细菌、病 毒和真核微生物等均具有较好杀灭效果。具 有对人体细胞的低毒性、高的稳定性和低挥 发性等优点。
汞、镉、铅等金属也具有抗菌能力， 但对人体有害；铜、镍、钴等离子带有颜 色，将影响产品的美观，锌有一定的抗菌 性，但其抗菌强度仅为银离子的1/1000 。
银离子抗菌剂在无机抗菌剂中占有主 导地位。
2019/7/30
a
b
MSEC 2013
Ag/SiO2 复 合 纳 米 颗 粒
Gustavo Fuertes, et al. Langmuir 2011, 27, 2826–2833
Silver-Coated Engineered Magnetic Nanoparticles Are Promising for the Success in the Fight against Antibacterial Resistance Threat, ACS Nano, 2012, 2656-
纳米抗菌剂
纳米金属 纳米氧化物 纳米化合物 包括把金属离子担载在纳米微球、
纳米纤维、纳米管等载体上
纳米Ag材料具有大的比表面积，与传统抗菌 剂相比具有更优异的性能，因而是无机纳米 抗菌材料研究的热点。
存在问题
氧化 分散 稳定 相容性
研究手段
1 形貌调控 2表面担载 Ag NP 3 表面修饰 4 内包覆 5 复合物
内酰胺
羟氨苄青霉素
GSH-Ag NPs
Angelo Taglietti, et al. Langmuir 2012, 28, 8140−8148
Ag nps with different morphologies
Materials Science and Engineering C 33 (2013) 397–404
表面担载 Ag NP
Min Lv, et al. Adv. Mater. 2010, 22, 5463–5467
E.coli
SiO2@Ag
Fe3O4@Ag
内包覆Ag NPs
Monty Liong, et al. Adv. Mater. 2009, 21, 1–6
SUCCESS
THANK YOU
无机纳米抗菌材料
抗菌材料 无机 纳米
背景
有害菌是影响人类健康和寿命的重 要因素 （1996，日本，大肠杆菌） 利用有益菌改善生活条件 抑制有害菌
抗菌材料的起源从远古时代人们就开始使 用，人们发现用银和铜容器留存的水不宜变 质，后来皇宫达贵富人吃饭时又习惯使用银 筷子，民间又用银制成饰品佩带，我国民间 很早就开始认识到银有抗菌作用。
氧化物系： 氧化镁、氧化钙、氧化锌、氧化铜、
钙制剂（扇贝、牡蛎） ----本身具有一定的抗菌性
此外还有磷酸二氢铵、碳酸锂等无机 抗菌剂。
有机抗菌剂
有香草醛或乙基香草醛类化合物，常 用于聚乙烯类食品包装膜中，起抗菌作 用。另外还有酰基苯胺类、咪唑类、噻 唑类、异噻唑酮衍生物、季铵盐类、双 呱类、酚类等。
银离子类抗菌剂的载体有磷酸锆、 羟基磷灰石、沸石、陶瓷、活性炭等。 有时为了提高协同作用，再添加一些 铜离子、锌离子。
光催化系：
二氧化钛----在光激发下束缚态 的电子-空穴对变为激发态的电子、空穴 并向晶粒表面扩散，电子、空穴达到表 面的数量越多，反应活性越大，抗菌效 果越好。
------抗菌陶瓷
目前有机抗菌剂的安全性尚在研究中。 一般来说有机抗菌剂耐热性差些，容易 水解，有效期短。
天然抗菌剂
天然抗菌剂主要来自 简便，但抗菌作用有限，耐热性较差，杀 菌率低，不能广谱长效使用且数量很少。
无机抗菌剂优点
无机抗菌剂
应用：涂料，家 电，化纤，陶瓷，
Ag 树枝晶
J Mater Sci, 2011, 46(3): 839845
不同反应时间条件下制备的银纳米树枝晶 的UV-vis图谱及TEM图: (a) 1 h, (b) 2 h,
(c) 4 h, (d) 8 h, and (e) 12 h
Ag 微纳片
Jingyu Liu, et al. ACS Nano, 2010
表面修饰Ag 纳米微粒 chitosan-Ag NPs
Synergistic antibacterial effects ofβ-lactam antibiotic combined with silver nanoparticles, Nanotechnology 16 (2005) 1912–1917
Counts
Ag 纳米微粒
60 (a') 50 40 30 20 10
0 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 Diameter /nm (b')
40
30
20
10
0 10 15 20 25 30 Diameter /nm
Counts
Ag 纳米微粒
Acta Phys-Chim Sin , 2011, 27, 722-728