高效抗菌Cu2+-壳聚糖季铵盐/丙烯酸复合物的制备

doi:10.7503/cjcu20160626

高等学校化学学报 ›› 2017, Vol. 38 ›› Issue (5): 902.doi: 10.7503/cjcu20160626

• 高分子化学 • 上一篇

高效抗菌Cu²⁺-壳聚糖季铵盐/丙烯酸复合物的制备

李会, 邢哲, 李荣, 张明星, 王明磊, 谭奕哲, 吴国忠

中国科学院上海应用物理研究所, 上海 201800

收稿日期:2016-09-05 修回日期:2017-04-21 出版日期:2017-05-10 发布日期:2017-04-20
通讯作者: 吴国忠,男,博士,研究员,博士生导师,主要从事高分子材料辐射改性、壳聚糖的辐射降解及产业化应用及海水提铀研究.E-mail:wuguozhong@sinap.ac.cn E-mail:wuguozhong@sinap.ac.cn
基金资助:
上海市科技兴农重点攻关项目（批准号：G20140308）资助.

Preparation of Cu²⁺-Chitosan Quaternary Ammonium Salt-g-Poly(acrylicacid) with Efficient Antibacterial Activity

LI Hui, XING Zhe, LI Rong, ZHANG Mingxing, WANG Minglei, TAN Yizhe, WU Guozhong

Shanghai Institute of Applied Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 201800, China

Received:2016-09-05 Revised:2017-04-21 Online:2017-05-10 Published:2017-04-20
Supported by:
Supported by the Shanghai Agriculture Applied Technology Development Program, China(No.G20140308).

摘要/Abstract

摘要：

以过硫酸铵为引发剂，在壳聚糖季铵盐（HACC）上接枝丙烯酸（AAc）并络合Cu²⁺，制备了具有高效抗菌性能的HACC-g-PAAc-Cu²⁺复合物.采用红外光谱（FTIR）和核磁共振波谱（¹H NMR）表征了壳聚糖季铵盐接枝改性前后的化学结构变化；利用紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）、Cu²⁺选择电极和热失重分析（TGA）表征了壳聚糖季铵盐接枝前后负载Cu²⁺的能力；测定了HACC-Cu²⁺和HACC-g-PAAc-Cu²⁺对金黄色葡萄球菌及大肠杆菌的最小抑菌浓度，并对小鼠经口摄入毒性和兔皮肤敷涂刺激性进行了考察.研究结果表明，在壳聚糖季铵盐上负载Cu²⁺能够有效提高其抗菌性；接枝丙烯酸能提高HACC负载Cu²⁺的能力和抗菌性，Cu/HACC结构单元的摩尔比由接枝前的3：7提高到接枝后的1：1；对金黄色葡萄球菌的最小抑菌浓度由60 mg/L下降到9.2 mg/L，对大肠杆菌的最小抑菌浓度由37 mg/L下降到6.3 mg/L，无摄入毒性和皮肤刺激性.

关键词: 壳聚糖季铵盐, 铜离子, 抗菌性, 丙烯酸

Abstract:

Acrylic acid(AAc) was grafted to chitosan quaternary ammonium salt(HACC) by ammonium persulfate as an initiator. HACC-g-PAAc-Cu²⁺ with efficient antibacterial activity was further prepared through complexation of Cu²⁺ with HACC-g-PAAc. The chemical structure of the grafted HACC was characterized by Fourier transform infrared spectroscopy and proton nuclear magnetic resonance(¹H NMR). The capacity of grafted HACC loading Cu²⁺ was determined by ultraviolet-visible spectroscopy(UV-Vis) and thermagravimetric analysis(TGA). Antimicrobial property of HACC-Cu²⁺ and HACC-g-PAAc-Cu²⁺ against staphylococcus aurous(S. Aurous) and E. coli bacillus were tested. Toxicity for oral intake of mice and coating irritation on rabbit skin of HACC-Cu²⁺ and HACC-g-PAAc-Cu²⁺ were also evaluated. The property of antibacterial and capacity of complexing Cu²⁺ can be improved by grafting of AAc. The molar ratio of Cu²⁺/HACC increased from 3:7 before grafting to 1:1 after grafting. The minimum inhibitory concentration(MIC) of S. Aurous and E. coli bacillus decreased from 60 mg/L to 9.2 mg/L and 37 mg/L to 6.3 mg/L. Moreover, HACC-Cu²⁺ and HACC-g-PAAc-Cu²⁺ have no toxic ingestion and skin irritation.

Key words: Chitosan quaternary ammonium salt, Cupric ion, Antibacterial property, Acrylic acid

中图分类号:

O636.9

TrendMD:

李会, 邢哲, 李荣, 张明星, 王明磊, 谭奕哲, 吴国忠. 高效抗菌Cu²⁺-壳聚糖季铵盐/丙烯酸复合物的制备. 高等学校化学学报, 2017, 38(5): 902.

LI Hui, XING Zhe, LI Rong, ZHANG Mingxing, WANG Minglei, TAN Yizhe, WU Guozhong. Preparation of Cu²⁺-Chitosan Quaternary Ammonium Salt-g-Poly(acrylicacid) with Efficient Antibacterial Activity. Chem. J. Chinese Universities, 2017, 38(5): 902.

参考文献

[1] Gao D. G., Duan X. Y., Chen C., Liu B., Ma J. Z., Industrial & Engineering Chemistry Research, 2015, 54(43), 10560-10567
[2] Xu T., Xin M. H., Li M. C., Huang H. L., Zhou S. Q., Liu J. Z., Carbohydrate Research, 2011, 346(15), 2445-2450
[3] Hassan M. M., RSC Advances, 2015, 5(45), 35497-35505
[4] Liu X., Chen H. X., Chen W. G., Journal of Zhejiang Sci-Tech University, 2009, 26(5), 677-681(刘新, 陈海相, 陈维国. 浙江理工大学学报, 2009, 26(5), 677-681)
[5] Madzovska-Malagurski I., Vukasinovic-Sekulic M., Kostic D., Levic S., Biomedical Materials, 2016, 11(3), 1-15
[6] Baroliya P. K., Regar M., Chauhan R. S., Goswami A. K., Afinidad, 2014, 71(568), 305-310
[7] Peng Y. X., Journal of Analytical Science, 2003, 19(6), 592-593(彭秧锡. 分析科学学报, 2003, 19(6), 592-593)
[8] Ministry of Health of the People's Republic of China, Technical Standard for Disinfection, 2002(中华人民共和国卫生部. 消毒技术规范, 2002)
[9] Wang Z. H., Wang S. J., Huang Y. L., Analytical Laboratory, 2001, 20(6), 14-16(王志华, 王书俊, 黄毓礼. 分析试验室, 2001, 20(6),14-16)
[10] Wang A. Q., Zhao P. Q., Gao X. J., Yu X. D., Spectroscopy and Spectral Analysis, 1996, 6, 817-820(王爱勤, 赵培庆, 高小军, 俞贤达. 光谱学与光谱分析, 1996, 6, 817-820)
[11] MuzZarelli R. A. A., Chitin, Pegrmaon Press, New York, 1977, 134
[12] Ahmad M., Ahmed S., Swami B. L., Ikram S., Carbohydrate Polymers, 2015, 132, 164-172
[13] Dong Y. M., Xu C. Y., Wang J. W., Wang M., Wu Y. S., Ruan Y. H., Science in China Series B, Chemistry, 2001, 44(2), 216-224
[14] Peng Z. X., Wang L., Du L.,Guo S. R., Wang X. Q., Tang T. T., Carbohydrate Polymers, 2010, 81(2), 275-283
[15] Wang H. L., Xu L., Hu J. T.,Wang M. H., Wu G. Z., Radiation Physics and Chemistry, 2015, 115, 88-96
[16] Tao T., Xu F., Chen X. C., Liu Q. Q., Huang W., You X. Z.,. Dyes and Pigments, 2012, 92(3), 916-922
[17] Elshaarawy R. F. M., Refaee A. A., El-Sawi E. A., Carbohydrate Polymers, 2016, 146, 376-387
[18] Jou C. H., Colloids and Surfaces B, Biointerfaces, 2011, 88(1), 448-454
[19] Guo A. J., Wang F. H, Lin W. T., Xu X. F., Tang T. T., International Journal of Biological Macromolecules, 2014, 67, 163-171
[20] Jiang L. B., Zhang Y. Y., Liang D. X., Tang S. G., Yuan X., Journal of Guangxi University(Natural Science Edition), 2013, 38(3), 515-520(蒋林斌, 张艳艳, 梁达星, 汤善刚, 袁霞, 廖丹葵. 广西大学学报, 2013, 38(3), 515-520)
[21] Rashid S., Shen C. S., Chen X. G., Li S., Chen Y. H., Wen Y. Z., Liu J. S., RSC Advances, 2015, 5(110), 90731-90741
[22] Ji J. H., Chinese Journal of Applied Chemistry, 2000, 17(1), 115-116(季君晖. 应用化学, 2000, 17(1), 115-116)
[23] Li H., Zeng H. Y., Xing Z., Li R., Gao Q. H., Wang H. L.,Wu G. Z., Acta Polymerica Sinica, 2016, 9(9), 1247-125(李会, 曾虹燕, 邢哲, 李荣, 高乾宏, 王洪龙, 吴国忠. 高分子学报, 2016, 9(9), 1247-1253)
[24] Rabea E. I., Badawy M. E. T., Stevens C. V., Smagghe G., Steurbaut W., Biomacromolecules, 2003, 4(6), 1457-1465
[25] Chandrasekar T., Raman N., Journal of Molecular Structure, 2016, 1116, 146-154
[26] Tantubay S., Mukhopadhyay S. K., Kalita H., Konar S., Dey S., Pathak A., Pramanik P., Journal of Nanoparticle Research, 2015, 17(243), 1-18

高效抗菌Cu²⁺-壳聚糖季铵盐/丙烯酸复合物的制备

Preparation of Cu²⁺-Chitosan Quaternary Ammonium Salt-g-Poly(acrylicacid) with Efficient Antibacterial Activity

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	韩一秀, 吴殿国, 李宏谱, 殷鸿尧, 梅拥军, 冯玉军, 钟祖勤. 低温非水环境中疏水缔合聚丙烯酸钠与两性离子表面活性剂的相互作用[J]. 高等学校化学学报, 2021, 42(6): 2056.
[2]	张继华,王超,皂伟涛,李莉,刘小艳,杨元,王昊. 利用静电界面制备高性能蒙脱石/氢化丁腈橡胶[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(4): 803.
[3]	阿丽, 王勇. 多肽荧光传感器检测铜离子[J]. 高等学校化学学报, 2020, 41(12): 2736.
[4]	艾翠玲, 吴丽娜, 张嵘嵘, 邵享文, 许俊鸽. γ-Fe₂O₃/Ag/TiO₂的制备与抗菌性能[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(4): 645.
[5]	谢超, 洪国辉, 杨伟强, 王继库, 赵丽娜. 利用蜡烛灰制备超疏水疏油抗菌涂层[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(2): 379.
[6]	张晓涛, 王延安, 惠嘉, 石艳, 付志峰, 杨万泰. 四丁基碘化铵催化甲基丙烯酸甲酯的可逆-休眠自由基溶液聚合[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(2): 366.
[7]	吴子杰,李鑫,李志伟,李迪,翟阅臣,周鼎,曲松楠. 碳纳米点@聚丙烯酸钠复合材料的制备及在发光二极管中的应用[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(12): 2427.
[8]	吴为, 刘玉春, 朱冠存, 安佳钰, 窦广鹏, 王雨雁, 刘靖, 孙冬兰, 郭也平. 甲基丙烯酸类聚合物修饰的聚乙烯隔膜在锂离子电池中的应用[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(11): 2332.
[9]	孙广东, 潘小鹏, 钟宇浩, 陈恩宇, 黄益, 邵建中. 蓝光引发丙烯酸水凝胶的聚合交联动力学[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(11): 2404.
[10]	袁宝明,董晓明,杨帆,彭传刚,王金成,吴丹凯. 载银离子PLGA-PEG-PLGA温度敏感水凝胶的制备及体外抗菌性能[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(10): 2225.
[11]	殷茂力, 王英沣, 任学宏. 改性壳聚糖抗菌纳米微球的制备[J]. 高等学校化学学报, 2019, 40(1): 173.
[12]	丛非, 孙秀花, 王科, 桂泰江, 高昌录. 叔胺铜离子络合物的表征及在铜离子缓释防污涂料中的应用[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(7): 1602.
[13]	杨泽文, 张艳艳, 付飞亚, 刘向东. 生物基不饱和聚酯树脂胶液及其棉织物增强复合材料的制备与性能[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(5): 1084.
[14]	李凯丰, 吴丹, 陈艳伟. 铜掺杂对金纳米棒生长及光学性质的影响[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(5): 855.
[15]	赖莺, 林睿, 董清木, 黄宗平, 涂星朋, 林伟靖, 孙伟佳. 应用高场非对称离子迁移谱技术检测食品接触材料中甲基丙烯酸甲酯的迁移量[J]. 高等学校化学学报, 2018, 39(4): 660.