席夫碱在抗菌材料中的应用研究进展

Vol.39,No.2 2021年2月
中国资源综合利用
China Resources Comprehensive Utilization0综述席夫碱在抗菌材料中的应用研究进展
陈自兵，李玲，方彦杰，王佩山，王泽坤
（中北大学材料科学与工程学院，太原030051）
摘要：本文介绍了部分新型的含席夫緘结构鸽抗菌材料及其性能，简述了抗菌材料在纤维制品、塑料制品、
玻璃制品、不锈钢制品和陶瓷制岛等方面的应用，并分析了抗菌材料的应用价值和实践意义。

大量研究结
果分析表明，抗菌材料具有光明的发展前景。

关键词：席夫碱环氧树脂；抗菌材料；应用
中图分类号：0641.4文献标识码：A文章编号：1008-9500（2021）02-0089-04
DOI:10.3969/j.issn.l008-9500.2021.02.028
Application Research Progress of Schiff Base in Antibacterial Materials CHENZinbing,U Ling,FANG Yanjie,WANGPeishan,WANGZekun
(School of Materials Science and Engineering,North University of China,Taiyuan030051,China)
Abstract:This paper introduced some new antibacterial materials with schiff base structure and their properties,briefly described the application of antibacterial materials in fiber products,plastic products,glass products,stainless steel products and ceramic products,etc.,and analyzed the application value and practical significance of antibacterial materials.
A large number of research results show that antibacterial materials have bright prospects for development.
Keywords：antibacterial material;performance;application
细菌在人们的生活中无处不在，细菌感染会威胁人体健康。

自抗生素发现以来，抗菌药物的研发很大程度上缓解了病原微生物对人体的侵害，但在过度使用这类药物的过程中，出现了新的问题—
—耐药菌的产生。

研究新的抗菌材料，控制抗菌药物的过度释放，成为解决微生物污染的一个热点叫
在传统的抗菌材料中，纳米尺寸的金属颗粒得到广泛应用，随着人们卫生健康意识的增强和病原细菌防护要求的提升，抗菌纺织品正受到关注。

银纳米颗粒可以很好地赋予抗菌材料这种性能叫但是，银纳米颗粒会赋予基材特征性的棕色，无机抗菌剂存在易变色、成本高的劣势；有机抗菌剂（如毗睫盐）是广泛用作生物杀灭剂、阳离子表面活性剂、药物和除草剂的重要化学基团。

基于这类消毒剂对人和动物的低毒性和广泛的抗菌谱特性，其在医院环境和食品工业中得到广泛的应用。

可是，有机抗菌剂普遍耐热差、稳定性差。

天然抗菌剂有肉桂醇、香叶醇、壳聚糖等,壳聚糖是一种生物活性聚合物,凭借自身功能特性（抗菌活性，无毒，易改性和可生物降解性）而具有广泛的用途，但是无机抗菌剂普遍成本高、耐热差，含有席夫碱结构的抗菌材料除了具有出色的抗菌性能外，还具有极好的酸度和温度可控的降解性,在普通溶剂、热处理和湿热老化中具有出色的稳定性［31o
1新型抗菌材料及其性能
Shafek等人固通过三种方法制备了ESL400、ESL600和ESL1000等一系列非离子席夫碱表面活性剂。

该研究制备了含席夫碱基团和脂肪酸链的新型非离子表面活性剂并进行了化学分析。

其间使用扩散技术对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和真菌的抑制进行了评估，并将传统的杀菌剂十六烷基三甲基漠化鞍与测试的表面活性剂相比较。

研究结果表明，合成的表面活
收稿日期：2020-12-01
作者简介：陈自兵（1993-）,男，甘肃定西人，硕士，研究方向:新型环氧树脂的制备与性能。

通讯作者：李玲（1965-）,女，山西太原人，副教授，硕士研究生导师，主要从事先进复合材料、高性能聚合物材料、医用复合材料和高温轻质高强复合材料的研究工作。

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©综述中国资源综合利用第2期
性剂具有较好的抗菌作用。

另外，抗菌材料分析表明，表面活性剂的化学结构对抗菌效果有直接影响。

非离子聚氧乙烯的长度对不同表面活性剂的生物活能有显著影响。

缩短非离子链长度后，抗菌效果得到提高。

Andiappan等人［5］通过缩合反应获得席夫碱配体(SB),采用扩散法测定了席夫碱配体和稀土配合物的抗菌活性。

其间用SB-Er、SB-Pr和SB-Yb复合物进行了抗菌活性试验。

结果表明，SB金属配体对所有病原菌均表现出较低的抑菌浓度值(MIC)。

合成的SB稀土金属配合物对枯草杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和铜绿假单胞菌病原体都有良好的抗菌活性。

从观测结果来看，与SB-Er和SB-Yb配合物相比, SB-Pr金属配合物具有较好的抗菌性能，MIC值较低。

SB稀土配合物在MIC值一定的情况下能杀灭所有病原菌。

因此，SB稀土金属配合物可以作为一种有效的抗菌药物对抗危险病原体。

Xu等人闻合成了两种席夫碱环氧树脂(PBE和VBE),经固化剂二氨基二苯甲烷(DDM)固化后，利用革兰氏阴性细菌并测试其涂层表面的杀菌效果，研究了具有席夫碱结构的交联环氧树脂的抗菌性能。

其间进行接触式抗菌试验，将涂层表面与细菌溶液共培养预定的时间，通过活细胞/死细胞的比例来确定其杀菌能力。

相比含有席夫碱结构的PBE-DDM, DER331-DDM(普通环氧树脂固化物)涂层表现出极低的杀菌能力，因此推测PBE-DDM的优异杀菌能力来源于席夫碱出色的抗菌性能。

进一步研究发现，与PBE-DDM相比，VBE-DDM具有更高的杀菌能力，这表明VBE中的甲氧基对杀菌能力也有一定贡献。

Poormohammadi等人P1通过反应合成三种配合物，使用琼脂圆盘扩散法测定其抗菌活性。

大部分配体和配合物对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌显示出良好的活性。

先前的研究表明，复合物具有比相应配体更好的抗菌活性，但是还有其他报道显示，配体的抗菌活性高于其配合物。

根据螯合理论，复合物具有良好的活性。

该研究中，庞大基团的存在可能会阻碍配合物穿过细菌膜，因此，较小和更具有穿透力的配体具有可观察的较强抗菌活性。

另外，带有芳香胺的配体部分对革兰氏阴性菌的抗性比带有脂族胺的配体部分的抗性更高，含有席夫碱配体的抗菌活性略高于其相应的Cu配合物。

Sen等人［8］成功地合成了一种新型的轴向携带Pd(H)-Schi£f基配合物的硅(IV)駄菁，研究了其对金黄色葡萄球菌的光动力学抗菌作用。

与未取代的SiPcCl?相比后，该研究测定了新的Si(W)Pc对金黄色葡萄球菌的化疗活性(PACT)。

光动力抗菌效应研究结果表明，Pd(n)配合物可以取代SiPc(5),具有良好的光动力活性，其还原率值为99.94%,抗菌活性结果表明,新合成的SiPc(5)具有较高的抗菌活性。

Nartop等人凹采用两步法合成了三种新的非对称二亚胺L、LMe和LC1配体，进而合成了这些配体的双核的Fe(皿)和Ni(H)配合物，研究了其对细菌的抗菌活性，结果发现这些配体和配合物均对铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、枯草杆菌和肠结肠炎有一定的抑制作用。

特别的是，得到的Fe(HI)配合物对铜绿假单胞菌具有最高的活性值，而配体和Ni(n)复合物是不活跃的。

Slassi㈣等人报告了通过2-轻基-5-(对甲苯基二氮烯基)苯甲醛缩合制得的基于咪醴的席夫碱对四种病原菌株的抗菌活性。

其间利用革兰氏阳性菌、金黄色葡萄球菌、恶臭假单胞菌、克雷伯氏肺炎杆菌和大肠杆菌，使用扩散琼脂技术评估抗菌活性。

合成的化合物表现出令人鼓舞的抗菌活性，游离配体及其铜和锌的配体复合物对被测试的许多微生物均无很大活性。

偶氮基在合成的化合物结构中非常重要。

因此，新合成的席夫碱化合物有良好的抗菌性能。

2席夫碱抗菌材料的应用
2.1纤维制品
随着经济的发展，人民生活水平逐渐提高，人们不再只认为衣服只用来般丽城，与此相反，人们逐渐看重衣服的品质和功能，这极大地促进了抗菌纤维的驱和开发。

抗菌纤维融通过物理或化学方法在纤维表面或纤维内部加入一定量的抗菌剂而使其具有抗菌性能的纤维材料。

抗菌纤维与内衣、运动服装、家纺用品和医疗用品等领域密切相关，现已在这些领域得到应用。

煎抗菌纤维制作雌，能例踐翳购的抗菌性能,臥縫一定程虹远离细菌，防闵染，尤其験菌纤维制成的鞋郴抑制袜子上足苔的繁宜起到抗菌除臭的作用。

在医疗领域，抗菌纤维可以编织各种纺织产品，如医护人员工作服、住院病人服装、床单等，有效抑制了细菌在医院环境中的滋生［111o
2.2塑料制品
塑料制品在实际生产生活中很常见，如塑料袋、垃圾桶和厕所用具等，时塑料制品极易感染细菌，因此对其进行抗菌处理尤为重要。

人们可以将有机、无机及天然抗菌剂加入塑料中，使其获得抗菌性能。

抗菌塑料程期证塑料原有的力学性能和可加工性能，赋予其良好的抗菌性能，同时其必须满足环境无害的要求。

抗菌塑料已广泛应用于生活必需品中。

例如，纳米洗衣机的抗菌处理就是将离子无机抗菌材料燕到
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第2期陈自兵等:席夫碱在抗菌材料中的应用研究进展0综述
洗衣斗上，抗菌性能；家用癖也可以触类似的抗菌材料进行处理，如冰箱内壁、水果蔬菜盒、食品盘等。

电静易受细菌污染，餌无机抗菌材料对听筒和按键进行处理，可有效减少电话使用过程中的细菌感染。

由抗菌材料制成的高档汽车内饰，如方向盘、座椅等，也能有效抑制细菌的生长凹。

2.3玻璃制品
抗菌玻璃又称绿色玻璃，是一种新型的生态功能材料，具有杀菌抑菌功能，有利于改善生态环境。

玻璃制品主要用于高可见光区，适合于光催化杀菌剂的使用。

向玻璃中添加新型无机抗菌剂，不仅可以保持玻璃材料自身具有透明、高强度、化学稳定性好等特性，而且可以赋予其抑制细菌的新功能，它是新材料科学与微生物学相结合的杰出产品[13]o
2.4不锈钢制品
金属离子具有杀菌作用，在不锈钢材料中加入金属离子可以赋予其歸的抗菌效果。

研究发现，在普通不锈钢中加入一定量的银、铜、锌等金属元素，可以控制铸造、轧制、热处理过程，从而使Ag、Cu、Zn等金属元素在不锈钢中以一定的尺寸和形式均匀沉淀，不仅可以使普通不锈钢保持优异的机械性能和耐腐蚀性，而且可以赋予其抑制细菌的新功效。

目前，有三种类型的抗菌不锈钢歸实用价值：一是添加Ag、Cu、Zn等金属离子的不锈钢材料；二起面涂布含银抗菌剂的不锈钢板或聚酯漆钢板；三是具备TiOz系光催化涂层的不删材料。

抗菌不锈钢的广泛测保障了人们的生活健康，在现代生活中能提升人们的生活质量即。

2.5陶瓷制品
卫生间、浴室等环境一般潮湿，轻易滋生细菌，因此具有抗菌作用的陶瓷产品会得到广泛应用，值得深入研究。

抗菌陶瓷是具有抗菌功能的陶瓷产品，是在陶瓷产品生产过程中加入无机抗菌剂而产生的一种具有抗菌作用的新型功能陶瓷。

抗菌陶瓷的抗菌机理可认为是将其接触的空气和水分子电离出超氧离子，有效抑制细菌。

目前，抗菌陶瓷在建材领域的应用主要有抗菌地板、PVC壁纸、PVC窗帘、防霉涂料和抗菌瓷砖等。

另外，厨房用品也易滋生细菌，如切菜板、垃圾篮等物品。

可见，抗菌陶瓷的应用与人体健康息息相关问。

3结论
近年来，热门的抗菌材料都是与人体健康有关并且环境友好的材料，涉及固体物理学、光化学、物理化学、材料学和电子工程等多个学科的知识，具有较强的交叉性和综合性，目前仅日本、德国、美国等几个发达国家在抗菌材料的研究上有比较深刻的见解。

从研究抗菌材料的论文来看，抗菌材料的性能指标也存在较大的差距。

由此可见，抗菌材料领域还有很多地方有待开发，抗菌材料又是目前的热点话题，因此具有光明的研究前景，实践意义重大。

抗菌材料应用范围广，应用价值高，发展潜力大，其既可以应用于医疗领域的各种器械中，也可以运用到日常生活中的各种用具上，具有广阔的市场前景。

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（上接第83页）
26.45%〜9&69%（用自来水洗桶，矿泉水损失就少），平均为74.78%。

在采集桶装矿MzK企业数量39家的基础上，按照2-8原则幡，利用率的下限励60%。

3.3.3桶装水+瓶装水利用率
根据收回37份桶装水+瓶装水的调查表，按照2018年、2019年、2020年（1-6月）数据综合分析，利用率介于30.45%~99.84%,平均为78.52%。

在采集桶装矿泉水企业数量37家的基础上，按照2_8原则计算，利用率的下限值为62%。

鉴于桶装水+瓶装水的企业以桶装水为主，计算的利用率为62%,约大于桶装水的60%,本研究将其归类于桶装水。

4结论
批准膜率反映的是自然资源主葩门掌握如天然矿泉水开发的保障能力，值越小，保障能力越大。

实际料率反映的是市瞬要磁和竝营销策略。

因此，批准开采率和实际頂林作为限制性指标。

其间要设置娴天然矿就的合酊发利用指标~^0用率，它>-个限制性指标。

通过研究测算，采用2_8原则时，利用如下要求：用林小于70%;桶装水（含桶装水+瓶装水）利用率不小于60%。

利用率是衡量矿泉水资源利用水平的重要依据,主要跟矿泉水生产设备、水处理工艺以及矿山企业对于矿泉水的重视程度等密切相关。

设备先进、生产工艺先进、节约水意识强的矿泉水企业利用率高。

政府主管部门可制定相应的奖惩措施，督促利用率较低的矿泉水企业，通过改进生产工艺、更新矿泉水生产设备、加强节水意识等一系列举措提高利用率。

本次调研矿泉水企业分布于广东省（华南）、吉林省（东北）、陕西省（西北）、四川省（西南）和浙江省（东部）,企业生产时间为2018年1月至2020年6月，资料数据代表性好，利用率对全国矿泉水矿山的合理开发利用具有适用性、可行性和可操作性。

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