银配位聚合物的自组装结构及抗菌性质研究

来源 :大连理工大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:ZJUCS
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金属及其复合物抗菌材料以其长效稳定、安全低毒等优点被广泛应用到医疗器械、陶瓷、化妆品等领域。然而负载物结构单一、离子释放量可控性差等因素严重影响了其抗菌性能和使用范围。针对以上问题,本论文将骨架结构可调的金属配位聚合物引入生物抗菌领域,通过改变配位聚合物的结构和组成调控金属离子释放能力,提高其抗菌性能。在此思路引导下,合成了一系列银、镍、锌、镉金属配位聚合物并比较了它们的抗菌活性;选择其中抗菌效果较好的银配位聚合物深入考察了其结构、组成、颗粒形貌与银离子释放能力和抗菌活性的关系;利用自组装法制备了银配位聚合物膜,从应用角度评价其抗菌性能。论文主要内容如下:(1)不同金属离子配位聚合物的合成及抗菌性质研究。采用水热合成法选择相似的有机配体分别与镍、锌、镉、银离子反应,制备了八种配位聚合物;比较了合成化合物的抗菌活性。结果表明,由于金属离子的配位能力差异,合成的化合物呈现出不同的一维至三维骨架结构;不同金属中心的配位聚合物中,银配位聚合物的抗菌活性较高。(2)不同骨架结构的银配位聚合物合成及表征。选择不同类型的有机配体分别与银离子反应,水热合成了四种银配位聚合物;利用回流法和水热法分别制备了银配位聚合物微纳米颗粒;并考察了合成化合物的稳定性。结果表明,由于有机配体配位模式不同,合成的银配位聚合物含有不同的单核/多核银建构单元,并具有二维至三维骨架结构;改变合成方法和反应条件能够有效调控银配位聚合物颗粒的尺寸和形貌,得到粒径范围为0.1-3.0μm的微纳米颗粒,合成的银配位聚合物具有较好的光稳定性和热稳定性。(3)银配位聚合物的离子释放能力和抗菌性质研究。通过离子释放量测试和抗菌实验考察了银配位聚合物结构、组成和颗粒形貌与离子释放能力和抗菌性质的关系,并对其细胞毒性进行了探索。研究表明,银配位聚合物骨架结构和组成能够调控离子释放能力,其离子释放浓度与抗菌活性密切相关;银配位聚合物的粒径范围为0.1-3.0μm时,颗粒形貌对抗菌活性影响不明显;当银配位聚合物浓度低于100ppm时,细胞毒性较小。(4)银配位聚合物自组装膜的制备及抗菌能力研究。利用白组装法在玻璃基片表面制备了银配位聚合物膜,并考察了自组装膜的稳定性和抗菌能力。结果表明,合成的银配位聚合物自组装膜致密均匀,厚度约为200-300nm,并且具有良好的化学结构和外观形貌稳定性;大肠杆菌和金黄色葡萄球菌在自组装膜表面几乎不能附着,说明银配位聚合物膜具有良好的抗菌应用前景。
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