论文部分内容阅读
聚六亚甲基盐酸胍是一种高效广谱的环保型新型阳离子聚合物,可广泛用于医药、食品、农业及工业产品领域。但因其水溶性好、分子量低,在应用过程中很难保持长久的抗菌性,尤其是应用于抗菌纸或包装材料的纤维素纤维。为了解决小分子抗菌剂易流失、安全性及抗菌持久性的问题,本文以甲基丙烯酸环氧丙酯(GMA)键合聚六亚甲基盐酸胍(PHGH)得到末端带有碳碳双键的功能化聚六亚甲基盐酸胍(GPHGH),同时采用预乳化半连续种子乳液聚合的制各方法,将抗菌功能单体GPHGH与苯乙烯(St)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸正丁酯(BMA),通过引发剂过硫酸铵(APS)和阳离子乳化剂十六烷基三甲基氯化铵(CTAC)的作用进行聚合反应,制备阳离子聚苯丙高分子抗菌乳液(PA-co-Gs)。利用多角度粒度与Zeta电位分析仪、红外光谱仪(FT-IR)、透射电镜(TEM)等仪器对该胍盐高分子抗菌乳胶粒子的组成、形态及微观结构进行了表征；深入分析并讨论了引发剂用量、乳化剂用量、单体比例以及反应温度等条件对乳液聚合反应转化率、乳液稳定性以及粒径分布、电荷性等影响,并优化乳液的合成工艺条件；通过二倍稀释法及抑菌圈法测试了系列PA-co-Gs乳液对革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌、革兰氏阴性菌大肠杆菌及真菌白色念珠菌的抗菌性能；应用细胞形态观察、MTT比色法,探讨了该高分子抗菌剂在体外对肝癌(SMMC-7721)、膀胱癌(T24)及骨骼肌细胞(HSKMC)的作用效果。研究结果表明：(1)通过单因素方法探讨采用预乳化半连续乳液聚合法制备乳液的较佳工艺条件：单体比例St:BA:MBA:GPHGH=20:20:20:1(mol:mol)一定时,当引发剂含量为0.4-0.5%(wt%)、乳化剂含量4%-6%(wt%)、反应温度70-80℃时,单体转化率≥80%,可得到颗粒尺寸均匀适中、稳定性好的抗菌乳液。(2)FT-IR表明功能性阳离子抗菌单体GPHGH与单体St、BA及BMA参与了聚合反应,成功将胍基官能团引入高分子抗菌剂中；由TEM及粒径分析可知PA-co-Gs乳胶粒子外观形状较圆,大小比较均一。在反应温度为80℃, 引发剂含量为0.5%(wt%),乳化剂含量为4%(wt%),n(St):n(BA):n(BMA):n(GPHGH)=20:20:20:1的条件下,合成的乳液乳胶粒子平均粒径为115 nm,粒度分布指数PDI为0.230,乳胶粒子呈现良好的单分散性。(3)通过肉汤稀释法测定PA-co-Gs对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的最低抑菌浓度(MIC)、最小杀菌浓度(MBC),在实验的单体摩尔比例范围内,乳液对E. coli和S. aureus的MIC值范围均在1-16 ppm,最小MIC分别低至4 ppm和1 ppm对E. coli和S. aureus的MBC值范围在4-64 ppm,最小MBC分别低至8 ppm和4 ppm,表明该高分子抗菌剂对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有优异的抗菌性能,且对S. aureus的抗菌性能稍微优于对E.coli的抗菌性能。(4)在较佳工艺条件下合成的抗菌乳液PA-co-Gs对白色念珠菌C.albicans的MIC为10 ppm,表明该高分子抗菌剂对真菌同样具有优异的抗菌性能。(5)通过抑菌圈法定性测定了PA-co-Gs的抗菌性能,结果表明纯聚苯丙乳液PA不具有抗菌效果,引入阳离子抗菌功能单体GPHGH后得到的PA-co-Gs具有优异的抗菌性能且抗菌性能持久。(6)MTT法对SMMC-7721、T24和HSKMC三种细胞分别予以不同浓度的PA-co-Gs作用24 h和48 h后,三种细胞的生长都受到不同程度的抑制；药物作用于细胞24 h后,SMMC-7721、T24和HSKMC细胞被抑制50%的IC50分别为13.99±0.084 ppm、14.97±0.028 ppm和16.19±0.026ppm;48 h后,被抑制50%的半数抑制浓度分别为5.34±0.095 ppm、10.32±0.031 ppm和8.39±0.042 ppm。