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因抗生素大量使用而带来的种种不良后果,已成为阻碍抗生素产业发展的严重问题之一。耐药菌不仅会对人体健康、生存环境造成危害,而且还有可能威胁到整个人类的生命安全。为了减少耐药菌所带来的危害,研制和开发新的无公害的抗生素替代品已迫在眉睫。
本研究以蒙脱石(MMT)、硫酸铜、卵磷脂(PC)为主要原料,制备了铜离子-卵磷脂-蒙脱石(Cu2+-PC-MMT)吸附材料,并通过X-射线衍射、红外光谱、热重分析、Zeta电位、阳离子交换容量、电荷密度和比表面积等对其进行表征。然后,以大肠杆菌为试验菌株,比较研究了Cu2+-PC-MMT吸附细菌的能力及其抗菌活性。结果如下:
(1)在MMT悬浮液中,Cu2+按蒙脱石离子交换容量(CEC)摩尔比1.0倍的量加入,然后在所制得的Cu2+-MMT悬浮液中,PC按蒙脱石离子交换容量0.4倍的量加入,可得到Cu2+和PC含量(质量百分比)分别为4.41%和15.66%的Cu2+-PC-MMT抗菌材料;铜离子和卵磷脂通过离子交换、静电作用等吸附方式进入蒙脱石的层间、棱边和微孔中;用Cu2+和卵磷脂改性后的蒙脱石,其层间距增大,疏水性增强,Zeta电位升高,而离子交换容量和比表面积下降。
(2)细菌与材料作用1.5h后吸附趋于平衡,吸附率大小为Cu2+-PC-MMT>Cu2+-MMT>MMT;大肠杆菌在Cu2+-MMT和MMT上的吸附等温线均能较好的符合Freundlish和Langmuir等温方程,但与BET等温式的吻合性相对较差,而细菌在Cu2+-PC-MMT上的吸附对于Freundlish、Langmuir和BET等温式均能很好的吻合;所试材料在酸性介质中吸附大肠杆菌的能力要高于其在碱性介质中的吸附能力;随着离子强度的增加(从0.01mol/L到0.20mol/L),所试材料对细菌的吸附能力呈现下降趋势;随温度的上升,各吸附剂对细菌吸附率有所增加。
(3)Cu2+-PC-MMT和Cu2+-MMT对大肠杆菌有抑制和杀灭作用,其抗菌活性大小顺序Cu2+-PC-MMT>Cu2+-MMT,而在所试验的浓度范围内,未见MMT有抗菌效果;Cu2+-MMT对大肠杆菌的最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC)分别为125mg/ml和500mg/ml;Cu2+-PC-MMT对大肠杆菌的MIC和MBC分别为31.25mg/ml和125mg/ml;Cu2+-MMT在500mg/ml时,对大肠杆菌的抑菌率达到99.33%,Cu2+-PC-MMT在125mg/ml时,对大肠杆菌的抑菌率达到98.99%;125mg/ml浓度的Cu2+-PC-MMT在12h内可杀灭大肠杆菌。