孕妇能喝蒲公英水吗纳米抗菌材料国内外研究现状

2021年1月17日发(作者：虞姬)
纳米抗菌材料国内外研究现状

1.

国内外研究现状和发展趋势

（
1
）多尺度杂化纳米抗菌材料的国内外研究进展

Ag
+
、
Zn
2+
和
Cu
2+
等金属离子具有抗菌活性， 且毒性小、安全性高而被广泛
用作抗菌剂使用。但是，由于其存在易变色、抗菌谱窄、长效性差、耐热性 和稳
定性不好等缺点而成为其进一步发展的障碍。相比而言，纳米银、纳米金、纳米
铜、
纳米氧化锌等纳米材料则可以在一定程度上克服这些问题。
例如纳米银，
在
抗菌长效 性和变色性方面均比银离子
（多孔纳米材料负载银离子）
抗菌剂有显著
改善，而且其毒 性也更低（
Adv. Mater.
2010
）；关于其抗菌机理，被认为是纳米< br>银释放出银离子而产生抗菌效果（
Chem. Mater
2010
，
ACS Nano
2010
）。纳米金
也有类似的效果（
Adv. Mater. Res.
2 012
），尽管活性比纳米银稍差，但其对耐药
菌株表现出良好的抗菌活性
(
Biomaterials
2012)
。
铜系抗菌材料可阻止
“
超 级细菌
”
（
NDM-1
）的传播（
Lancet
.

2010
）。活性氧化物是使用时间最长、使
用面最广泛的一类 长效抗菌剂，
其中氧化锌是典型代表，
特别是近年来随着纳米
技术的发展，
一 系列低维结构氧化锌的出现，
为氧化锌系抗菌材料提供了极大的
发展空间，
由于其良好 的安全性，
氧化锌甚至可用于牙科等口腔材料
（
Wiley Znter
S ci.
，
2010
）。本项目相关课题组多年的研究发现，
ZnO
的 形貌差异、结构缺陷
和极化率等都会影响其抗菌活性（
Phys.
Chem.
Chem.
Phys.
2008
）；锌离子还
可以与多种成分杂 化，
产生协同抗菌活性而提高其抗菌性能
（
Chin. J. Chem.
2008,
J. Rare Earths
2011
）。

利用 杂化纳米材料结构耦合所带来的协同作用提高纳米材料的抗菌活性是
近年来的研究热点。
例如：
纳米铜与石墨烯杂化体系中存在显著的协同抗菌作用
（
ACS
Nano

2010
）。用络氨酸辅助制备的
Ag-ZnO
杂化纳米材料，表现出良好
的抗菌和光催化性能
（
Nanotechnology 2 008
）
；
但是
Ag
的沉积量过大，
催化活性
反而 有所降低（
J. Hazard. Mater
. 2011
）
。以壳聚糖为 媒质，通过静电作用合成得
到均匀的
ZnO/Ag
纳米杂化结构，
结果显示，
ZnO/Ag
纳米杂化结构比单独的
ZnO
和单独纳米
Ag
的抗菌活性都高，表现出明显的协同抗菌作用（
RSC Adv
. 2012
）
。
Akhavan
等用直接等离子体增强化学 气相沉积技术，结合溶胶
-
凝胶技术把锐钛
纳米抗菌材料国内外研究现状

型
TiO
2
组装在碳纳米管表面
（
Carbon
2009
）
；
Krishna
等也用溶胶
-
凝胶法制备了< br>TiO
2
/WCNTs
杂化纳米抗菌材料，其对芽抱杆菌所显示的失活时间是单 纯
TiO
2
的
2
倍
（
Proc
Saf
Env
Pro

2005
）
。
通
过超
声
技
术
，
结
合
热
蒸
发法
制
得
Ag- NCPs/WCNTs
杂化纳米结构，发现在
Ag- NCPs
生长过程中，
MWCNTs
与
Ag-NCPs
之间存在静电 相互作用（
中国科学
E
辑
:
技术科学

2009
）
。
Mohan R
等
也制备了纳米银或纳米铜沉 积改性的碳纳米管抗菌材料，
并发现组装了纳米银或
纳米铜的碳纳米管均比纯的纳米银或纳米铜 抗菌性能好，
作者认为主要是由于表
面积增加的缘故（
J. Phys. Chem. C
2008
）
。

关于纳米材料的抗菌机理，一直以来备受关注， 也存在很多争议。例如，对
于
ZnO
的抗菌机理，
有学者认为是
Zn O
中溶出的
Zn
2+
所带来的
（
FEMS Microbiol
Lett
2008
）
，
而包括本项目相关团 队的研究证实，
ZnO
体系中产生
H
2
O
2
是其抗 菌
活性的主要机理（
Thin Solid Films
2008
，
Catal. Commun.
2010
）
，并提出通 过控
制氧空位可以调控
H
2
O
2
产生量（
Lang muir

2012
）
。
X.
Tan
等认为，碳 纳米管主
要通过活性氧的产生，形成氧化应激对细菌产生破坏作用（
Carbon
< br>2009
）
。
Akhavan
却发现在无光条件下，
MWCN Ts
不显示抗菌性能，
在有光条件下，
60min
抗菌性能为
20%
；沉积
TiO
2
后，抗菌性能则显著提高：
60min
后在 无光条件下
提高到
60%
，在有光条件下提高到
90%
（
C arbon
2009
）
。
Akasaka
等对不同直径
C NTs
对口腔类细菌的研究发现
MWCNTs
对细菌具有很好的吸附能力且不会产生抗药性（
Acta Biomaterialia
2009
）
。Kang
的实验结果表明
SWNTs
抗菌性能优
于
MWNTs< br>，并认为
CNTs
的表面积、对细胞的渗透性以及独特的化学性能是引
起差异的 主要原因（
Langmuir
2008
）
。对于
TiO
2
/WCNTs
杂化纳米材料的抗菌活
性，有研究认为由于杂化异质结构减少了电子-
空穴的再结合，增加了活性自由
基形成率，从而表现出高的光催化抗菌效果（
C arbon
2009
）
。

（
2
）杂化纳米材料多功能调控机制的国内外研究进展

李灿院士领 导的研究团队将手性修饰的
Pt
纳米催化剂粒子装入碳纳米管内，
发现碳纳米管可显著 加速手性催化（
Angew. Chem. Int. Ed.
2011
）
。利用纳米
TiO
2
与
CNTs
杂化提高前者的光催化性能也取得很 好的结果，
不少研究对其能带结构