抗菌材料的發展方向有哪些,長效抗菌材料可以運用到哪些領域?

時間 2022-02-02 10:45:08

1樓:那也年的回憶

目前抗菌材料主要有無機抗菌,有機抗菌,天然抗菌等,但其各有優缺點,現在方向主要為復合抗菌,可以充分發揮不同抗菌組分的功能。一般有製成奈米級材料,與其他載體歐聯等方法增強抗菌材料的時效性以及其他特性。歐姆康生物材料****以河南大學吳教授國家自然科學**專案為技術支援,生產出以生物碳為載體的長效抑菌材料產品,處於先進水平,抗菌能力優秀,時效性較好,在不同體系中分散度高等優點。

2樓:獅子安安

迄今為止,從不同的生物體內誘導分離獲得的抗菌肽已不下200多種,僅從昆蟲中分離獲得的就多達170餘種。人們根據抗菌肽的**及結構性質進行了分類。根據抗菌肽的結構,可將其分為5類具有螺旋結構的線性多肽 cecropins是第乙個被發現的動物抗菌肽,2023年,由boman等從美國天蠶蛹中分離得到。

該類多肽抗生素一般含有37~39個氨基酸殘基,不含半胱氨酸,其n端區域具有強鹼性,可形成近乎完美的雙親螺旋結構,而在c端區域可形成疏水螺旋,兩者之間有甘氨酸和脯氨酸形成的鉸鏈區,多數多肽的c端被醯胺化,醯胺化對其抗菌活性具有重要作用。此後,人們相繼從家蠶、柞蠶、果蠅、麻蠅中分離到了cecropins類抗菌肽。2023年,lee等人從豬小腸中分高到了cecropin p1,說明了cecropins可能在動物中廣泛存在。

cecropins對革蘭陽性菌、陰性菌部具有很強的殺傷力,而對真菌和真核細胞沒有毒性。目前cecropins已被人工合成並已商品化。 magainins也是較早發現的一類具有雙親螺旋結構的抗菌肽。

最初是從蟾蜍的**中分離得到的,後來在哺乳動物的神經組織和腸組織中發現了其類似物。magainins對革蘭陽性菌、陰性菌、真菌、原生動物都有殺傷作用,但是對革蘭陰性菌的活性比cecropins要低10倍左右。此外,從一些動物的再生性器官和兩棲類的多種組織器官中分離得到了一些具有螺旋結構的多肽,如**於南美蛙的dermaseptin和**於樹蛙的bombininh。

富含某種氨基酸的線性多肽 apidaecins是從蜜蜂中分離得到的富含脯氨酸的多肽抗生素,一般含有16~18個氨基酸殘基,其中脯氨酸含量高達33%,精氨酸含量可達17%。apidaecins對某些革蘭陰性菌具有很強的活性,而對革蘭陽性菌不起作用。apidaecins對某些革蘭陰性的植物病原菌和腸桿菌科的致病菌的高殺傷力,使其在植物抗細菌病基因工程和食品工業中有著很好的應用前景。

drosocin是**於果蠅的一種富含脯氨酸的抗菌肽,在結構上與apidaecins具有一定的相似性,但是在其11位的蘇氨酸羥基上連線著乙個o-二醣鏈(-n-乙醯半乳糖胺-半乳糖。) coleoptericin和hemiptericin分別**於鞘翅目和半翅目昆蟲,一級結構中富含甘氨酸,分子量一般較大。oppenheim等人從人的腮腺和下頜腺分泌物中分離得到了一組富含組氨酸的抗菌肽,長度在7~38個氨基酸殘基不等,被稱為histatins。

對於引起口腔感染的多種微生物具有活性。indolicidin是**於牛中性粒細胞的多肽抗生素,因其13個氨基酸中含有5個色氨酸而得名。其c端是醯胺化的。

對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌都具有很強的殺菌活性。含有乙個二硫鍵的多肽這是一類數量很少的抗菌肽,第1個被發現的這類多肽是bactenecin,**於牛中性粒細胞。其12個氨基酸中含有4個精氨酸,在其第2位和第11位氨基酸殘基間形成二硫鍵。

bactenecin對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌都有活性。這類多肽中還包括一些**於蛙類**的多肽抗生素,一般在c端有乙個由7個氨基酸形成的「loop」和乙個長的n端「尾巴」,如brevinin-1,brevinin-2。含有兩個或兩個以上二硫鍵的多肽這類多肽的典型代表是defensins,最初發現的α-defensins**於哺乳動物的組織中,一般含有29~34個氨基酸殘基,其中6個保守的半胱氨酸形成3個分子內二硫鍵,此外,其第6位和第15位的精氨酸,第24位的甘氨酸也是保守的。

α-defensins可形成3層的β片層結構,通過3個二硫鍵和arg-6與glu-24之間的鹽橋而被穩定。目前,defensins已被合成並已商品化。defensins對多種細菌和某些真菌具有殺傷作用,並且對真核細胞有一定的毒性。

defensins對革蘭陽性菌的活性比革蘭陰性菌強。defenssins的活性比cecropins弱,並且通常在低離子強度下起作用。 β-defensins比α-defensins大一些,一般含有38~42個氨基酸殘基。

都含有3個二硫鍵和4~8個精氨酸。昆蟲defensins在c末端與α-defensins相似,但是只有兩個β片層結構,中間有一段α螺旋起穩定作用,主要對革蘭陽性菌起作用,而對真菌沒有作用。 植物defensins一般有45~54個氨基酸殘基,可形成4個二硫鍵,3個β片層結構和乙個α螺旋結構。

植物defensins一般只對真菌起作用而對細菌沒有作用。不同植物defensins對真菌的抗菌譜不同。 thionins也是一類**於植物的多肽抗生素,含有45~47個氨基酸殘基,有6個或8個半胱氨酸形成的3個或4個二硫鍵。

其二級結構可形成2個反平行的α螺旋結構和2個反平行的β片層結構。thionins抑制多種植物致病細菌和真菌,但是對假單胞菌屬和歐文氏菌屬的細菌不起作用。羊毛硫抗生素羊毛硫抗生素(1antibiotics)是指一些由細菌產生的,由基因編碼在核醣體中合成,經翻譯後加工而含有一些特殊有機基團的多肽抗生素。

其中研究最廣泛的是nisin。它是**於乳酸菌的一種抗菌肽,成熟多肽由34個氨基酸組成,含有羊毛硫氨酸、甲基羊毛硫氨酸等特殊基因。主要對革蘭陽性菌起作用,而對革蘭陰性菌不起作用,已被廣泛應用作食品保鮮劑。

nisin及其類似物在醫藥上的應用研究也正在進行。

長效抗菌材料可以運用到哪些領域?

3樓:

長效抗菌材料裝備「天宮一號」

分析表明,使用一次性消毒劑和一般的有機類殺菌劑雖然可以高效、快速殺死多數細菌,但其作用期短,對狹小的裝備環境造成汙染,對精密裝置造成干擾甚至損壞,並可能導致微生物變異和產生耐藥性;而採用紫外線殺菌技術,不僅需要提供額外能源和裝配,且故障率高、殺菌不徹底,紫外線還會影響裝備壽命。要有效地防止空間實驗室中微生物快速繁殖、蔓延和傳播,並減少和避免一次性消毒劑的使用,最簡單、安全和有效的方法是採用長效的抗菌材料。

抗菌材料一般是通過一定工藝將抗菌劑新增到基體材料中製備而成的具有殺滅和抑制微生物生長的功能材料,其主要作用是抑制材料和製品表面微生物繁殖和滋生蔓延,切斷有害微生物傳播源。抗菌劑主要有無機、有機和天然三大類。有機抗菌劑的主要成分為季胺鹽類、醇類、雙胍類物質等含有反應性功能團的化合物,具有見效快、殺菌能力強的特點,但易產生微生物耐(抗)藥性,並存在作用期短、耐熱性差以及產生二次汙染等缺點;天然抗菌劑來自於天然提取物,如殼聚醣、日柏醇等,其主要抗菌機理被認為與有機季胺鹽類似,但效果不如有機抗菌劑,且技術和產品尚不成熟。

所以,一般意義上的長效抗菌材料主要是指通過新增無機類抗菌劑的複合材料。已研製的無機抗菌劑主要有以ag+、zn2+和cu2+離子為代表的金屬離子抗菌劑,zno、mgo和cao等活性氧化物抗菌劑,以及tio2、zno等光催化劑等幾大系列。

我們的課題組研究發現,相同條件下四針狀晶須型氧化鋅具有比普通氧化鋅和奈米氧化鋅產生更多過氧化氫的能力,因而其表現出更好的抗菌效果。課題組從2023年開始開展zno系列抗菌材料的研究,先後研製了n-zno、t-znow以及zno/n-ag+等系列抗菌材料,並進行了相關控制技術的研究及理論計算。目前,經過精選的系列抗菌材料樣品已通過「天宮一號」開展空間環境和搭載飛行試驗,為進一步開展載人空間裝備應用提供依據。

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