Šiame straipsnyje daugiausia dėmesio skiriama antimikrobiniam Gemini Surfactants mechanizmui, kuris, kaip tikimasi, veiksmingai naikins bakterijas ir gali padėti sulėtinti naujų koronavirusų plitimą.
Paviršinio aktyvumo medžiaga, kuri yra frazių Surface, Active ir Agent susitraukimas. Paviršinio aktyvumo medžiagos yra medžiagos, kurios yra aktyvios ant paviršių ir sąsajų ir turi labai didelį paviršiaus (ribinio) įtempimo mažinimo gebėjimą ir efektyvumą, sudarydamos molekuliškai tvarkingus junginius tirpaluose, kurių koncentracija viršija tam tikrą koncentraciją, ir todėl atlieka įvairias taikymo funkcijas. Paviršinio aktyvumo medžiagos pasižymi geru dispergavimu, drėkinamumu, emulsinimo savybėmis ir antistatinėmis savybėmis ir tapo pagrindinėmis medžiagomis plėtojant daugelį sričių, įskaitant smulkiųjų cheminių medžiagų sritį, ir turi reikšmingą indėlį gerinant procesus, mažinant energijos sąnaudas ir didinant gamybos efektyvumą. . Vystantis visuomenei ir nuolat progresuojant pasaulio pramonės lygiui, aktyviųjų paviršiaus medžiagų naudojimas iš kasdienio naudojimo cheminių medžiagų palaipsniui išplito į įvairias šalies ekonomikos sritis, tokias kaip antibakterinės medžiagos, maisto priedai, nauji energijos laukai, teršalų apdorojimas ir biofarmaciniai preparatai.
Įprastos paviršinio aktyvumo medžiagos yra „amfifiliniai“ junginiai, susidedantys iš polinių hidrofilinių grupių ir nepolinių hidrofobinių grupių, o jų molekulinės struktūros parodytos 1 paveiksle (a).
Šiuo metu gamybinėje pramonėje tobulėjant tobulėjimui ir sisteminimui, pamažu didėja aktyviųjų paviršiaus medžiagų savybių paklausa gamybos procese, todėl svarbu rasti ir sukurti aukštesnių paviršiaus savybių bei specialios struktūros aktyviųjų paviršiaus medžiagų. Gemini Surfactants atradimas užpildo šias spragas ir atitinka pramoninės gamybos reikalavimus. Įprasta Gemini paviršinio aktyvumo medžiaga yra junginys, turintis dvi hidrofilines grupes (paprastai jonines arba nejonines, turinčias hidrofilinių savybių) ir dvi hidrofobines alkilo grandines.
Kaip parodyta 1 paveiksle (b), priešingai nei įprastos vienos grandinės aktyviosios paviršiaus medžiagos, Gemini Surfactants sujungia dvi hidrofilines grupes per jungiamąją grupę (tarpiklį). Trumpai tariant, Gemini paviršiaus aktyviosios medžiagos struktūra gali būti suprantama kaip suformuota sumaniai sujungiant dvi įprastos paviršiaus aktyviosios medžiagos hidrofilines galvučių grupes kartu su jungties grupe.
Ypatinga Gemini Surfactant struktūra lemia didelį paviršiaus aktyvumą, kurį daugiausia lemia:
(1) sustiprintas dviejų hidrofobinių Gemini Surfactant molekulės uodeginių grandinių hidrofobinis poveikis ir padidėjęs paviršiaus aktyvumo medžiagos polinkis išeiti iš vandeninio tirpalo.
(2) Hidrofilinių galvučių grupių polinkis atsiskirti viena nuo kitos, ypač joninės galvutės grupės dėl elektrostatinės atstūmimo, labai susilpnėja dėl tarpiklio įtakos;
(3) Ypatinga Gemini Surfactants struktūra turi įtakos jų agregacijos elgsenai vandeniniame tirpale, todėl jų agregacijos morfologija yra sudėtingesnė ir kintama.
Gemini paviršinio aktyvumo medžiagos turi didesnį paviršiaus (ribinį) aktyvumą, mažesnę kritinę micelių koncentraciją, geresnį drėkinamumą, emulgavimo ir antibakterinių savybių savybes, palyginti su įprastomis aktyviosiomis paviršiaus medžiagomis. Todėl Gemini Surfactants kūrimas ir panaudojimas yra labai svarbūs kuriant ir taikant paviršinio aktyvumo medžiagas.
Įprastų aktyviųjų paviršiaus medžiagų „amfifilinė struktūra“ suteikia joms unikalių paviršiaus savybių. Kaip parodyta 1 paveiksle (c), kai į vandenį pridedama įprastinės aktyviosios paviršiaus medžiagos, hidrofilinė galvutės grupė linkusi ištirpti vandeniniame tirpale, o hidrofobinė grupė slopina paviršinio aktyvumo medžiagos molekulės tirpimą vandenyje. Dėl šių dviejų tendencijų bendro poveikio paviršinio aktyvumo medžiagų molekulės yra praturtintos dujų ir skysčio sąsajoje ir yra tvarkingai išdėstytos, taip sumažinant vandens paviršiaus įtempimą. Skirtingai nuo įprastų paviršinio aktyvumo medžiagų, „Gemini Surfactants“ yra „dimeriai“, sujungiantys įprastas aktyviąsias paviršiaus medžiagas per tarpiklių grupes, kurios gali efektyviau sumažinti vandens paviršiaus įtempimą ir alyvos/vandens sąsajos įtampą. Be to, Gemini Surfactants turi mažesnę kritinę micelių koncentraciją, geresnį tirpumą vandenyje, emulsinimą, putojimą, drėkinimą ir antibakterines savybes.
| Gemini Surfactants pristatymas 1991 m. Mengeris ir Littau [13] paruošė pirmąją bis-alkilo grandinės paviršiaus aktyviąją medžiagą su standžiųjų jungčių grupe ir pavadino ją „Gemini surfactant“. Tais pačiais metais Zana ir kt. [14] pirmą kartą paruošė ketvirtinės amonio druskos Gemini Surfactants seriją ir sistemingai ištyrė šios ketvirtinės amonio druskos Gemini Surfactants serijos savybes. 1996 m. mokslininkai apibendrino ir aptarė skirtingų Dvynių paviršinio aktyvumo medžiagų paviršiaus (ribinių) elgseną, agregacijos savybes, tirpalo reologiją ir fazės elgesį, kai jie buvo sujungti su įprastomis aktyviosiomis paviršiaus medžiagomis. 2002 m. Zana [15] ištyrė skirtingų jungčių grupių poveikį Gemini Surfactants agregacijos elgsenai vandeniniame tirpale. Šis darbas labai paskatino aktyviųjų paviršiaus medžiagų kūrimą ir buvo labai svarbus. Vėliau Qiu ir kt. [16] išrado naują Gemini Surfactants, turinčių specialių struktūrų, kurių pagrindą sudaro cetilbromidas ir 4-amino-3,5-dihidroksimetil-1,2,4-triazolas, sintezės metodą, kuris dar labiau praturtino Gemini Surfactant sintezė. |
Gemini Surfactants tyrimai Kinijoje pradėti vėlai; 1999 m. Jianxi Zhao iš Fudžou universiteto atliko sistemingą užsienio tyrimų apie Gemini Surfactants apžvalgą ir patraukė daugelio Kinijos tyrimų institucijų dėmesį. Po to Kinijoje pradėjo klestėti Gemini Surfactants tyrimai ir pasiekė vaisingų rezultatų. Pastaraisiais metais mokslininkai atsidavė naujų Gemini Surfactants kūrimui ir su jais susijusių fizikinių ir cheminių savybių tyrimui. Tuo pačiu metu Gemini Surfactants pritaikymas buvo palaipsniui plėtojamas sterilizavimo ir antibakterinių medžiagų, maisto gamybos, putų šalinimo ir putų slopinimo, vaistų lėto atpalaidavimo ir pramoninio valymo srityse. Atsižvelgiant į tai, ar paviršinio aktyvumo medžiagų molekulėse esančios hidrofilinės grupės yra įkrautos, ar ne, ir į jų turimo krūvio tipą, Gemini Surfactants galima suskirstyti į šias kategorijas: katijonines, anijonines, nejonines ir amfoterines Gemini Surfactants. Tarp jų katijoninės Gemini Surfactants paprastai reiškia ketvirtinį amonio arba amonio druską Gemini Surfactants, anijonines Gemini Surfactants dažniausiai reiškia Gemini Surfactants, kurių hidrofilinės grupės yra sulfonrūgštis, fosfatas ir karboksirūgštis, o nejoninės Gemini Surfactants dažniausiai yra Dvynių polioksietilenas.
1.1 Katijoninės Gemini paviršiaus aktyviosios medžiagos
Katijoninės Gemini Surfactants gali disocijuoti katijonus vandeniniuose tirpaluose, daugiausia amonio ir ketvirtinės amonio druskos Gemini Surfactants. Katijoninės Gemini paviršinio aktyvumo medžiagos pasižymi geru biologiniu skaidomumu, stipriu dezaktyvavimo gebėjimu, stabiliomis cheminėmis savybėmis, mažu toksiškumu, paprasta struktūra, lengvu sinteze, lengvu atskyrimu ir gryninimu, taip pat turi baktericidinių savybių, antikorozinių, antistatinių savybių ir minkštumo.
Ketvirtinės amonio druskos pagrindu pagamintos Gemini paviršiaus aktyviosios medžiagos paprastai gaminamos iš tretinių aminų alkilinimo reakcijų būdu. Yra du pagrindiniai sintetiniai metodai: vienas yra dibromu pakeistų alkanų ir vienos ilgos grandinės alkildimetilo tretinių aminų kvaternizavimas; kitas yra kvaternizuoti 1-bromu pakeistus ilgos grandinės alkanus ir N,N,N',N'-tetrametilalkildiaminus su bevandeniu etanoliu kaip tirpikliu ir kaitinant su grįžtamu šaldytuvu. Tačiau dibromu pakeisti alkanai yra brangesni ir dažniausiai sintetinami antruoju metodu, o reakcijos lygtis parodyta 2 paveiksle.
1.2 Anijoninės Gemini paviršiaus aktyviosios medžiagos
Anijoninės Gemini Surfactants gali disocijuoti anijonus vandeniniame tirpale, daugiausia sulfonatų, sulfatų druskų, karboksilatų ir fosfatų druskų tipo Gemini Surfactants. Anijoninės aktyviosios paviršiaus medžiagos pasižymi geresnėmis savybėmis, tokiomis kaip nukenksminimas, putojimas, dispersija, emulsinimas ir drėkinimas, ir yra plačiai naudojamos kaip plovikliai, putojančios medžiagos, drėkinančios medžiagos, emulsikliai ir dispergentai.
1.2.1 Sulfonatai
Sulfonato pagrindu pagamintų biologinių paviršinio aktyvumo medžiagų privalumai yra geras tirpumas vandenyje, geras drėkinamumas, geras atsparumas temperatūrai ir druskai, geras plovimas ir stiprus dispergavimo gebėjimas, jos yra plačiai naudojamos kaip plovikliai, putojančios medžiagos, drėkinimo medžiagos, emulsikliai ir dispergentai naftoje, tekstilės pramonė, o kasdienio naudojimo chemikalai dėl gana plačių žaliavų šaltinių, paprastų gamybos procesų ir mažų sąnaudų. Li ir kiti susintetino seriją naujų dialkildisulfonrūgšties Gemini Surfactants (2Cn-SCT), tipiškos sulfonato tipo barioninės paviršiaus aktyviosios medžiagos, naudodami trichloraminą, alifatinį aminą ir tauriną kaip žaliavas trijų pakopų reakcijoje.
1.2.2 Sulfatinės druskos
Sulfato esterio druskų dvigubų paviršinio aktyvumo medžiagų privalumai yra ypač maži paviršiaus įtempimai, didelis paviršiaus aktyvumas, geras tirpumas vandenyje, platus žaliavų šaltinis ir gana paprasta sintezė. Jis taip pat pasižymi geromis skalbimo ir putojimo savybėmis, stabiliai veikia kietame vandenyje, o sulfato esterio druskos yra neutralios arba šiek tiek šarminės vandeniniame tirpale. Kaip parodyta 3 paveiksle, Sun Dong ir kt. naudojo lauro rūgštį ir polietilenglikolį kaip pagrindines žaliavas ir pridėjo sulfato esterio ryšius per pakeitimo, esterifikavimo ir pridėjimo reakcijas, taip susintetindami sulfato esterio druskos tipo barioninę paviršiaus aktyviąją medžiagą-GA12-S-12.
1.2.3 Karboksirūgšties druskos
Karboksilato pagrindu pagamintos Gemini paviršinio aktyvumo medžiagos paprastai yra švelnios, žalios, lengvai biologiškai skaidomos ir turi daug natūralių žaliavų šaltinio, pasižymi aukštomis metalo kompleksonų formavimo savybėmis, geru atsparumu kietam vandeniui ir kalcio muilo dispersijai, geromis putojimo ir drėkinimo savybėmis, yra plačiai naudojamos farmacijoje. tekstilės, smulkiosios chemijos ir kitose srityse. Amido grupių įvedimas į karboksilato pagrindu veikiančias biologines paviršinio aktyvumo medžiagas gali pagerinti paviršinio aktyvumo medžiagų molekulių biologinį skaidumą, taip pat padaryti jas geras drėkinimo, emulsinimo, dispersijos ir nukenksminimo savybes. Mei ir kt. susintetino karboksilato pagrindo barioninę paviršinio aktyvumo medžiagą CGS-2, turinčią amido grupių, kaip žaliavas naudodamas dodecilaminą, dibrometaną ir gintaro rūgšties anhidridą.
1.2.4 Fosfatinės druskos
Fosfato esterio druskos tipo Gemini paviršinio aktyvumo medžiagos yra panašios į natūralių fosfolipidų struktūrą ir yra linkusios susidaryti tokias struktūras kaip atvirkštinės micelės ir pūslelės. Fosfato esterio druskos tipo Gemini paviršinio aktyvumo medžiagos buvo plačiai naudojamos kaip antistatinės medžiagos ir skalbinių plovikliai, o dėl jų aukštų emulgavimo savybių ir santykinai mažo dirginimo jos buvo plačiai naudojamos asmens odos priežiūrai. Tam tikri fosfato esteriai gali būti priešvėžiniai, priešnavikiniai ir antibakteriniai, todėl buvo sukurta dešimtys vaistų. Fosfato esterio druskos tipo biosurfaktantai pasižymi didelėmis pesticidų emulsinimo savybėmis ir gali būti naudojami ne tik kaip antibakteriniai ir insekticidai, bet ir kaip herbicidai. Zheng ir kt. tyrė fosfato esterio druskos Gemini Surfactants sintezę iš P2O5 ir ortokvatų pagrindu pagamintų oligomerinių diolių, kurie turi geresnį drėkinamąjį poveikį, geras antistatines savybes ir gana paprastą sintezės procesą esant švelnioms reakcijos sąlygoms. Kalio fosfato druskos barioninės paviršinio aktyvumo medžiagos molekulinė formulė parodyta 4 paveiksle.
1.3 Nejoninės Gemini paviršiaus aktyviosios medžiagos
Nejoninės Gemini paviršiaus aktyviosios medžiagos negali būti disocijuojamos vandeniniame tirpale ir egzistuoja molekulinės formos. Šis barioninių paviršinio aktyvumo medžiagų tipas iki šiol buvo mažiau ištirtas ir yra dviejų tipų: vienas yra cukraus darinys, o kitas yra alkoholio eteris ir fenolio eteris. Nejoninės Dvynių paviršiaus aktyviosios medžiagos tirpale neegzistuoja joninėje būsenoje, todėl jos pasižymi dideliu stabilumu, nėra lengvai veikiamos stiprių elektrolitų, gerai sujungiamos su kitų tipų paviršinio aktyvumo medžiagomis ir yra gerai tirpios. Todėl nejoninės aktyviosios paviršiaus medžiagos pasižymi įvairiomis savybėmis, tokiomis kaip geras plovimas, dispersiškumas, emulsinimas, putojimas, drėkinamumas, antistatinės savybės ir sterilizavimas, ir gali būti plačiai naudojamos įvairiais aspektais, pavyzdžiui, pesticidais ir dangomis. Kaip parodyta 5 paveiksle, 2004 m. FitzGerald ir kt. susintetino polioksietileno pagrindu veikiančias Gemini Surfactants (nejonines paviršiaus aktyviąsias medžiagas), kurių struktūra buvo išreikšta kaip (Cn-2H2n-3CHCH2O(CH2CH2O)mH)2(CH2)6 (arba GemnEm).
02 Dvynių paviršinio aktyvumo medžiagų fizikinės ir cheminės savybės
2.1 Gemini Surfactants aktyvumas
Paprasčiausias ir tiesiausias būdas įvertinti paviršinio aktyvumo medžiagų paviršiaus aktyvumą – išmatuoti jų vandeninių tirpalų paviršiaus įtempimą. Iš esmės aktyviosios paviršiaus medžiagos sumažina tirpalo paviršiaus įtempimą, orientuodamosi ant paviršiaus (ribinės) plokštumos (1 pav. c). Gemini Surfactants kritinė micelių koncentracija (CMC) yra daugiau nei dviem dydžiais mažesnė, o C20 vertė yra žymiai mažesnė, palyginti su įprastomis panašios struktūros paviršinio aktyvumo medžiagomis. Barioninė paviršinio aktyvumo medžiagos molekulė turi dvi hidrofilines grupes, kurios padeda išlaikyti gerą tirpumą vandenyje, kartu turint ilgas hidrofobines ilgas grandines. Vandens ir oro sąsajoje įprastos aktyviosios paviršiaus medžiagos yra laisvai išdėstytos dėl erdvinio pasipriešinimo efekto ir molekulių homogeninių krūvių atstūmimo, todėl susilpnėja jų gebėjimas sumažinti vandens paviršiaus įtempimą. Priešingai, Gemini Surfactants jungiamosios grupės yra kovalentiškai sujungtos taip, kad atstumas tarp dviejų hidrofilinių grupių būtų nedidelis (daug mažesnis nei atstumas tarp įprastų paviršinio aktyvumo medžiagų hidrofilinių grupių), todėl Gemini Surfactants aktyvumas yra geresnis. paviršius (riba).
2.2 Gemini Surfactants surinkimo struktūra
Vandeniniuose tirpaluose, kai barioninės paviršinio aktyvumo medžiagos koncentracija didėja, jos molekulės prisotina tirpalo paviršių, o tai savo ruožtu verčia kitas molekules migruoti į tirpalo vidų, kad susidarytų micelės. Koncentracija, kuriai esant paviršinio aktyvumo medžiaga pradeda formuoti miceles, vadinama kritine micelių koncentracija (CMC). Kaip parodyta 9 paveiksle, kai koncentracija yra didesnė nei CMC, skirtingai nuo įprastų aktyviųjų paviršiaus medžiagų, kurios agreguojasi ir sudaro sferines miceles, Gemini Surfactants dėl savo struktūrinių savybių sukuria įvairias micelių morfologijas, tokias kaip linijinės ir dvisluoksnės struktūros. Micelių dydžio, formos ir hidratacijos skirtumai turi tiesioginės įtakos tirpalo fazės elgsenai ir reologinėms savybėms, taip pat lemia tirpalo klampumo pokyčius. Įprastos aktyviosios paviršiaus medžiagos, tokios kaip anijoninės aktyviosios paviršiaus medžiagos (SDS), dažniausiai sudaro sferines miceles, kurios beveik neturi įtakos tirpalo klampumui. Tačiau dėl ypatingos Gemini Surfactants struktūros susidaro sudėtingesnė micelių morfologija, o jų vandeninių tirpalų savybės labai skiriasi nuo įprastų aktyviųjų paviršiaus medžiagų. Gemini Surfactants vandeninių tirpalų klampumas didėja didėjant Gemini Surfactants koncentracijai tikriausiai todėl, kad susidariusios linijinės micelės susipina į tinklelį panašią struktūrą. Tačiau tirpalo klampumas mažėja didėjant aktyviosios paviršiaus medžiagos koncentracijai, tikriausiai dėl tinklo struktūros sutrikimo ir kitų micelių struktūrų susidarymo.
03 Antimikrobinės Gemini Surfactants savybės
Kaip tam tikros rūšies organinės antimikrobinės medžiagos, barioninės paviršinio aktyvumo medžiagos antimikrobinis mechanizmas daugiausia yra tas, kad ji jungiasi su anijonais mikroorganizmų ląstelių membranos paviršiuje arba reaguoja su sulfhidrilo grupėmis, kad sutrikdytų jų baltymų ir ląstelių membranų gamybą, taip sunaikinant mikrobų audinius, kad slopintų. arba sunaikinti mikroorganizmus.
3.1 Anijoninių Gemini paviršiaus aktyviųjų medžiagų antimikrobinės savybės
Antimikrobinių anijoninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų antimikrobines savybes daugiausia lemia jų turimų antimikrobinių dalių pobūdis. Koloidiniuose tirpaluose, tokiuose kaip natūralūs lateksai ir dangos, hidrofilinės grandinės jungiasi su vandenyje tirpiais dispergentais, o hidrofobinės grandinės prisijungs prie hidrofobinių dispersijų kryptingos adsorbcijos būdu, taip paversdamos dviejų fazių sąsają į tankią molekulinę sąsajos plėvelę. Šiame tankiame apsauginiame sluoksnyje esančios bakterijas slopinančios grupės slopina bakterijų augimą.
Anijoninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų bakterijų slopinimo mechanizmas iš esmės skiriasi nuo katijoninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų. Bakterinis anijoninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų slopinimas yra susijęs su jų tirpalo sistema ir slopinimo grupėmis, todėl tokio tipo aktyviosios paviršiaus medžiagos gali būti ribotos. Šio tipo aktyviosios paviršiaus medžiagos turi būti pakankamai, kad paviršinio aktyvumo medžiaga būtų kiekviename sistemos kampe, kad būtų sukurtas geras mikrobicidinis poveikis. Tuo pačiu metu tokio tipo paviršinio aktyvumo medžiagoms trūksta lokalizacijos ir nukreipimo, o tai ne tik sukelia nereikalingų atliekų, bet ir sukuria atsparumą ilgą laiką.
Pavyzdžiui, klinikinėje medicinoje buvo naudojamos alkilsulfonato biosurfaktantai. Alkilsulfonatai, tokie kaip busulfanas ir treosulfanas, daugiausia gydo mieloproliferacines ligas, sukurdami kryžminį ryšį tarp guanino ir ureapurino, o šio pakeitimo negalima ištaisyti atliekant ląstelių korektūrą, dėl ko miršta apoptozinė ląstelių.
3.2 Antimikrobinės katijoninių Gemini paviršiaus aktyviųjų medžiagų savybės
Pagrindinis sukurtų katijoninių Gemini Surfactants tipas yra ketvirtinės amonio druskos tipo Gemini Surfactants. Ketvirtinės amonio tipo katijoninės Gemini Surfactants turi stiprų baktericidinį poveikį, nes ketvirtinio amonio tipo barioninių paviršinio aktyvumo medžiagų molekulėse yra dvi hidrofobinės ilgos alkano grandinės, o hidrofobinės grandinės sudaro hidrofobinę adsorbciją su ląstelės sienele (peptidoglikanas); tuo pačiu metu juose yra du teigiamai įkrauti azoto jonai, kurie skatins paviršinio aktyvumo medžiagų molekulių adsorbciją į neigiamą krūvį turinčių bakterijų paviršių, o prasiskverbdamos ir difuzijos būdu hidrofobinės grandinės giliai įsiskverbia į Bakterijos ląstelės membranos lipidų sluoksnį, pakeičia ląstelės membranos pralaidumas, sukeliantis bakterijos plyšimą, be hidrofilinių grupių giliai į baltymą, dėl ko prarandamas fermentų aktyvumas ir denatūruojamas baltymas, dėl bendro šių dviejų poveikių, todėl fungicidas turi stiprus baktericidinis poveikis.
Tačiau aplinkosaugos požiūriu šios aktyviosios paviršiaus medžiagos turi hemolizinį aktyvumą ir citotoksiškumą, o ilgesnis sąlyčio su vandens organizmais laikas ir biologinis skaidymas gali padidinti jų toksiškumą.
3.3 Antibakterinės nejoninių Gemini paviršiaus aktyviųjų medžiagų savybės
Šiuo metu yra dviejų tipų nejoninės Gemini Surfactants, vienas yra cukraus darinys, o kitas yra alkoholio eteris ir fenolio eteris.
Iš cukraus gautų biosurfaktantų antibakterinis mechanizmas pagrįstas molekulių giminingumu, o iš cukraus gautos paviršinio aktyvumo medžiagos gali jungtis prie ląstelių membranų, kuriose yra daug fosfolipidų. Kai cukraus darinių paviršinio aktyvumo medžiagų koncentracija pasiekia tam tikrą lygį, pasikeičia ląstelės membranos pralaidumas, susidaro poros ir jonų kanalai, o tai paveikia maistinių medžiagų transportavimą ir dujų mainus, sukelia turinio nutekėjimą ir galiausiai sukelia ląstelių mirtį. bakterija.
Fenolinių ir alkoholio eterių antimikrobinių medžiagų antibakterinis mechanizmas yra veikti ląstelės sienelę arba ląstelės membraną ir fermentus, blokuoja medžiagų apykaitos funkcijas ir sutrikdo regeneracines funkcijas. Pavyzdžiui, difenileterių ir jų darinių (fenolių) antimikrobiniai vaistai yra panardinami į bakterijų ar virusų ląsteles ir veikia per ląstelės sienelę bei ląstelės membraną, slopindami fermentų, susijusių su nukleorūgščių ir baltymų sinteze, veikimą ir funkciją, ribodami bakterijų augimas ir dauginimasis. Jis taip pat paralyžiuoja medžiagų apykaitos ir kvėpavimo funkcijas, vykstančias bakterijose, kurios vėliau sugenda.
3.4 Amfoterinių Gemini Surfactants antibakterinės savybės
Amfoterinės Dvynių paviršiaus aktyviosios medžiagos yra paviršinio aktyvumo medžiagų klasė, kurios molekulinėje struktūroje yra ir katijonų, ir anijonų, kurios gali jonizuotis vandeniniame tirpale ir pasižymi anijoninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų savybėmis vienoje terpėje ir katijoninių aktyviųjų paviršiaus medžiagų savybėmis kitoje terpėje. Amfoterinių aktyviųjų paviršiaus medžiagų bakterijų slopinimo mechanizmas nėra įtikinamas, tačiau paprastai manoma, kad slopinimas gali būti panašus į ketvirtinių amonio aktyviųjų paviršinio aktyvumo medžiagų slopinimą, kai paviršinio aktyvumo medžiaga lengvai adsorbuojama ant neigiamą krūvį turinčio bakterijų paviršiaus ir trukdo bakterijų metabolizmui.
3.4.1 Antimikrobinės aminorūgščių Gemini Surfactants savybės
Aminorūgščių tipo barioninė paviršinio aktyvumo medžiaga yra katijoninė amfoterinė barioninė paviršinio aktyvumo medžiaga, sudaryta iš dviejų aminorūgščių, todėl jos antimikrobinis mechanizmas yra panašesnis į ketvirtinės amonio druskos tipo barioninės paviršiaus aktyviosios medžiagos. Teigiamai įkrauta paviršiaus aktyviosios medžiagos dalis dėl elektrostatinės sąveikos pritraukiama neigiamai įkrauta bakterijų ar virusų paviršiaus dalis, o vėliau hidrofobinės grandinės jungiasi prie lipidų dvigubo sluoksnio, todėl ląstelės turinys išteka ir lizė iki mirties. Jis turi reikšmingų pranašumų prieš ketvirtinio amonio pagrindo Gemini Surfactants: lengvas biologinis skaidumas, mažas hemolizinis aktyvumas ir mažas toksiškumas, todėl yra kuriamas pritaikymui ir plečiamas jo taikymo sritis.
3.4.2 Ne aminorūgščių tipo Gemini Surfactants antibakterinės savybės
Ne aminorūgščių tipo amfoterinės Gemini Surfactants turi paviršinio aktyvumo molekulines liekanas, kuriose yra ir nejonizuojamų teigiamų, ir neigiamų krūvių centrų. Pagrindinės ne amino rūgščių tipo Gemini Surfactants yra betainas, imidazolinas ir amino oksidas. Atsižvelgiant į betaino tipą, betaino tipo amfoterinių paviršinio aktyvumo medžiagų molekulėse yra ir anijoninių, ir katijoninių grupių, kurios nėra lengvai paveiktos neorganinių druskų ir turi paviršinio aktyvumo poveikį tiek rūgštiniuose, tiek šarminiuose tirpaluose, o katijoninių Gemini Surfactants antimikrobinis mechanizmas yra rūgštiniuose tirpaluose ir anijoninės Gemini Surfactants šarminiuose tirpaluose. Jis taip pat puikiai derinamas su kitų tipų paviršinio aktyvumo medžiagomis.
04 Išvada ir perspektyvos
Dvynių paviršinio aktyvumo medžiagos vis dažniau naudojamos gyvenime dėl savo ypatingos struktūros ir plačiai naudojamos antibakterinės sterilizacijos, maisto gamybos, putų šalinimo ir putų slopinimo, vaistų lėto atpalaidavimo ir pramoninio valymo srityse. Didėjant ekologiškos aplinkos apsaugos paklausai, Gemini Surfactants palaipsniui tampa aplinkai nekenksmingomis ir daugiafunkcėmis paviršinio aktyvumo medžiagomis. Ateityje Gemini Surfactants tyrimai gali būti atliekami šiais aspektais: naujų specialių struktūrų ir funkcijų Gemini Surfactants kūrimas, ypač stiprinant antibakterinių ir antivirusinių tyrimų rezultatus; sumaišymas su įprastomis aktyviosiomis paviršiaus medžiagomis arba priedais, kad susidarytų geresnių savybių produktai; ir naudojant pigias ir lengvai prieinamas žaliavas aplinkai nekenksmingoms Gemini Surfactants sintetinti.
Paskelbimo laikas: 2022-03-25