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  中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所先進(jìn)核能創(chuàng)新研究院李景燁課題組將含雙鍵咪唑離子液體接枝聚合到棉布纖維素大分子上，獲得耐洗滌的抗菌棉布，并與中科院微觀界面物理與探測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室樊春海課題組等合作，驗(yàn)證了該抗菌棉布在未洗滌和洗滌150次后對(duì)非耐藥菌、耐藥菌（俗稱超級(jí)細(xì)菌）及真菌均具有超過(guò)99.9%的廣譜抑菌效率。近日，該項(xiàng)研究工作發(fā)表在美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)《應(yīng)用材料和界面》（ACS Applied Materials & Interfaces (2016, Vol8(31), 19866–19871)）上。

  咪唑離子液體是一類以氮-氮二取代咪唑環(huán)為陽(yáng)離子的高沸點(diǎn)低揮發(fā)綠色有機(jī)溶劑。荷正電的咪唑環(huán)與細(xì)菌荷負(fù)電的細(xì)胞膜能產(chǎn)生靜電吸引，而疏水的取代基能插入細(xì)胞膜磷脂雙分子層中，導(dǎo)致細(xì)胞破裂細(xì)菌死亡。這種界面物理作用是咪唑類離子液體普遍具有抗菌效果的原因，作用機(jī)制完全不同于抗生素。

  李景燁課題組通過(guò)引發(fā)含雙鍵咪唑離子液體接枝聚合到纖維素大分子上，獲得抗菌棉布（圖1）。這種接枝結(jié)構(gòu)使咪唑環(huán)通過(guò)共價(jià)鍵緊密地連接在纖維素大分子上，形成分子層面的復(fù)合材料，因此兩者結(jié)合異常牢固。抗菌棉布在未經(jīng)洗滌和經(jīng)過(guò)30次加速洗滌（相當(dāng)于商用或家庭洗衣機(jī)洗滌150次）后，對(duì)非耐藥菌和對(duì)應(yīng)耐藥菌（如金黃色葡萄球菌和耐甲氧西林金葡菌、屎腸球菌和耐萬(wàn)古霉素屎腸球菌、醋酸鈣不動(dòng)桿菌和含NDM-1基因不動(dòng)桿菌）、以及真菌（如白色念珠菌）都有超過(guò)99.9%的抑菌效率（圖2）。上述抑菌試驗(yàn)由及商業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)等第三方測(cè)試機(jī)構(gòu)按照美國(guó)和歐盟紡織品抗菌標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，結(jié)果表明抗菌棉布具有長(zhǎng)效廣譜的抗菌效果，特別對(duì)于耐藥菌的抑制使其在控制超級(jí)細(xì)菌的傳播方面具有重要的實(shí)用價(jià)值。

  除耐洗滌外，接枝結(jié)構(gòu)的另一個(gè)益處在于保障了抗菌棉布的安全性。由于咪唑環(huán)是通過(guò)共價(jià)鍵結(jié)合在纖維素大分子上，在使用過(guò)程中不會(huì)被釋放進(jìn)入環(huán)境，表現(xiàn)為抗菌棉布對(duì)皮膚刺激性為零，同時(shí)浸出液的急性口服毒性比食鹽還小。

  該項(xiàng)研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。目前課題組進(jìn)一步與上海市疾控中心開(kāi)展合作，按照衛(wèi)生部標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試抗菌棉布對(duì)院感多重耐藥菌和環(huán)境耐藥菌的抗菌效果。同時(shí)，也通過(guò)簽訂科研成果產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目合作協(xié)議，與中廣核達(dá)勝合作開(kāi)展生產(chǎn)工藝研發(fā)，以期實(shí)現(xiàn)耐洗滌抗超級(jí)細(xì)菌棉布的產(chǎn)業(yè)化。

  論文鏈接

圖1. 普通棉布（左）和耐洗滌抗超級(jí)細(xì)菌棉布（右）