溶菌酶二維納米薄膜作為抗菌材料的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于抗菌材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種溶菌酶二維納米薄膜作為抗菌材料的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]在各種各樣的領(lǐng)域包括包裝、紡織工業(yè)、醫(yī)藥學(xué)、水凈化和衛(wèi)生保健等，賦予一個(gè)抗菌性能是非常重要的。具有抗菌性的復(fù)合材料由于其優(yōu)良的綜合性能被廣泛地應(yīng)用，這種復(fù)合抗菌材料可以將不同種類和功能的物質(zhì)按照不同需要進(jìn)行組裝，這些特性賦予了復(fù)合材料更多、更新的功能。然而，復(fù)合抗菌材料也具有其自身的缺點(diǎn)。第一，用來制備復(fù)合抗菌材料的單體相對(duì)周圍介質(zhì)具有不同的化學(xué)穩(wěn)定性，會(huì)導(dǎo)致復(fù)合材料結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，抗菌效果不佳;第二，為了增加其抗菌性，傳統(tǒng)的方法是加入重金屬抗生素(如銀)，這樣復(fù)合抗菌材料本身就具有一定毒性。相對(duì)于復(fù)合抗菌材料而言，傳統(tǒng)的復(fù)合薄膜抗菌材料克服了以上面的短缺，這種薄膜材料可控性強(qiáng)、取向性好，還可以得到高度有序的復(fù)合多層膜結(jié)構(gòu)，但是，苛刻的合成條件、復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)過程和較高的實(shí)驗(yàn)成本常常使它無法進(jìn)入實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用中，那么，簡(jiǎn)單、低成本以及較高可重復(fù)性的方法是非常必需的。
[0003]溶菌酶是一種天然的、常見的抗菌蛋白，美國(guó)食品和藥物管理局(FDA)和歐盟食品添加劑(E 1105)表明它是一種有效的抑菌、殺菌的殺菌活性物，被認(rèn)為是安全的，因此，從溶菌酶中提取抗菌材料就為抗菌應(yīng)用就提供了一種可食用的和綠色的物質(zhì)，溶菌酶的商用來源廉價(jià)也決定了其作為工業(yè)應(yīng)用的關(guān)鍵因素。當(dāng)然，作為一種水溶性的蛋白質(zhì)分子，溶菌酶具有蛋白質(zhì)分子普遍的缺點(diǎn)，例如機(jī)械強(qiáng)度低，在固體表面難以形成連續(xù)的薄膜結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性不好，在水溶液中會(huì)迅速溶解等。這些特點(diǎn)在一定程度上限制了它的應(yīng)用。要解決以上種種缺點(diǎn)，獲得高效持久的抗菌材料，以及環(huán)境友好性、健康對(duì)細(xì)胞無毒性、耐腐蝕性的抗菌材料更加引起人們的關(guān)注，目前抗菌膜對(duì)生物涂層商品、食品包裝材料和生物醫(yī)學(xué)設(shè)備(如引導(dǎo)線、導(dǎo)管和外科刀)是一個(gè)理想的表面改性抗菌材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服上述抗菌材料的缺點(diǎn)，為溶菌酶二維納米薄膜提供一種新的用途。
[0005]解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:溶菌酶二維納米薄膜作為抗菌材料的應(yīng)用。
[0006]上述的菌為典型的革蘭氏陽性菌(如金黃色葡萄球菌、肺炎雙球菌、破傷風(fēng)桿菌等)、革蘭氏陰性菌(如大腸桿菌、痢疾桿菌、傷寒桿菌等)和真菌(如念珠菌、賦格曲菌等)。
[0007]上述溶菌酶二維納米薄膜作為抗菌材料的使用方法為:在制備溶菌酶二維納米薄膜的過程中直接將待保護(hù)的基材與溶液表面接觸，使溶菌酶相轉(zhuǎn)變生成的納米顆粒通過表界面誘導(dǎo)直接在液固表面自組裝形成二維納米薄膜，原位生長(zhǎng)于待保護(hù)的基材表面，起抗菌保護(hù)的作用，其中所述的待保護(hù)的基材為對(duì)水具有耐抗性的基材(例如硅片、玻璃、二氧化硅、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、纖維、頭發(fā)絲、聚酰亞胺、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯等)；或者將制備好的溶菌酶二維納米薄膜直接粘附于待保護(hù)的基材表面，起抗菌保護(hù)的作用，其中所述的待保護(hù)的基材為對(duì)水具有敏感性的基材(例如紙、木材、布料、繪畫、銅網(wǎng)、鐵、鋁、鎳、鉑、金、銅、銀、電子器件等)。具體參考申請(qǐng)?zhí)枮?01510535713.2、發(fā)明名稱為“利用溶菌酶制備的生物蛋白質(zhì)二維納米薄膜及其制備方法”的發(fā)明專利申請(qǐng)中公開的方法(本發(fā)明的溶菌酶二維納米薄膜即為其中的生物蛋白質(zhì)二維納米薄膜)。
[0008]本發(fā)明的有益效果如下:
[0009]1、本發(fā)明以溶菌酶二維納米薄膜作為抗菌材料，抗菌材料組分為天然生物分子一一溶菌酶，溶菌酶可從自然界廣泛獲取，不需要人工合成，避免了傳統(tǒng)抗菌材料在合成時(shí)造成的環(huán)境污染，且溶菌酶二維納米薄膜透明度較高(不影響基材的外觀顏色)，粗糙度低，厚度可控(30nm及其以上)，不需要旋涂、活性介質(zhì)負(fù)載等繁瑣工藝，操作簡(jiǎn)便，只需在制備溶菌酶二維納米薄膜的過程中原位生長(zhǎng)于基材表面或直接將制備好的溶菌酶二維納米薄膜粘附在基材表面，而且可以原位生長(zhǎng)或粘附于各種形狀的基材表面，容易實(shí)現(xiàn)大面積制備。
[0010]2、本發(fā)明以溶菌酶二維納米薄膜作為抗菌材料，其對(duì)基材的表面可以實(shí)現(xiàn)親水化處理，而且溶菌酶二維納米薄膜本身帶正電，在生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用中親水表面能提高生物相容性，表面正電荷提供了一個(gè)潛在的機(jī)制來殺死細(xì)菌。
[0011]3、本發(fā)明以溶菌酶二維納米薄膜作為抗菌材料，其具有廣譜和高效的抗菌性能，可以把抗菌譜從古典革蘭氏陽性菌一類菌擴(kuò)大到革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌和真菌三類菌，且對(duì)這三類菌呈現(xiàn)良好的抗菌效率，抗菌效率在2小時(shí)時(shí)基本都可達(dá)到90 %及以上。
[0012]4、本發(fā)明以溶菌酶二維納米薄膜作為抗菌材料，對(duì)細(xì)胞無毒性，對(duì)細(xì)菌殺死效果和健康細(xì)胞無毒性大大優(yōu)于其他抗菌試劑，因此還可作為一種理想的抗菌食品包裝材料和醫(yī)療應(yīng)用程序材料。
[0013]5、本發(fā)明以溶菌酶二維納米薄膜作為抗菌材料，對(duì)待保護(hù)的基材具有良好的粘附性，但對(duì)細(xì)胞(血小板)無吸附性，因此對(duì)細(xì)胞具有良好的防污性。
【附圖說明】
[0014]圖1是實(shí)施例2中醫(yī)療塑料導(dǎo)管表面原位生長(zhǎng)溶菌酶二維納米薄膜的照片。
[0015]圖2是實(shí)施例3中外科手術(shù)刀表面粘附溶菌酶二維納米薄膜的照片。
[0016]圖3是不同濃度溶菌酶制備的溶菌酶二維納米薄膜對(duì)金黃色葡萄球菌的抗菌效率圖。
[0017]圖4是不同濃度溶菌酶制備的溶菌酶二維納米薄膜對(duì)大腸桿菌的抗菌效率圖。
[0018]圖5是不同濃度溶菌酶制備的溶菌酶二維納米薄膜對(duì)念珠菌的抗菌效率圖。
[0019]圖6是溶菌酶二維納米薄膜對(duì)金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的抗菌效率隨時(shí)間的變化曲線圖。
[0020]圖7是溶菌酶二維納米薄膜對(duì)正常細(xì)胞的激光共聚焦顯微鏡圖。
[0021]圖8是玻璃片(左)、原位生長(zhǎng)溶菌酶二維納米薄膜的玻璃片(右)對(duì)正常細(xì)胞(血小板)的吸附掃描電子顯微鏡。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅限于這些實(shí)施例。
[0023]實(shí)施例1
[0024]溶菌酶二維納米薄膜作為抗菌材料的應(yīng)用，具體使用方法如下:
[0025]將0.1433g三(2-羧乙基)膦加到10mL 10mmol/L pH值為7.4的4-羥乙基哌嗪乙磺酸緩沖溶液中，用NaOH調(diào)節(jié)pH值至6.4，配制成50mmo 1 /L的三(2-羧乙基)膦的4-羥乙基哌嗪乙磺酸緩沖溶液;將40mg溶菌酶加入10mL 10mmol/L pH值為7.4的4-羥乙基哌嗪乙磺酸緩沖溶液中，配制成4mg/mL溶菌酶的4-羥乙基哌嗪乙磺酸緩沖溶液;取10mL 50mmol/L三(2-羧乙基)膦的4-羥乙基哌嗪乙磺酸緩沖溶液與10mL 4mg/mL溶菌酶的4-羥乙基哌嗪乙磺酸緩沖溶液混合均勻，室溫靜置50分鐘，在混合液表面形成一層薄膜，即溶菌酶二維納米薄膜，然后以瓊脂糖凝膠作為介質(zhì)將溶菌酶二維納米薄膜轉(zhuǎn)移到玻璃片表面，起到抗菌保護(hù)的作用。
[0026]實(shí)施例2
[0027]溶菌酶二維納米薄膜作為抗菌材料的應(yīng)用，具體使用方法如下:
[0028]將0.1433g三(2-羧乙基)膦加入10mL 10mmol/L pH值為7.4的三羥甲基氨基甲烷緩沖溶液中，用NaOH調(diào)節(jié)pH值至6.4，配制成50mmol/L的三(2-羧乙基)膦的三羥甲基氨基甲烷緩沖溶液;將40mg溶菌酶加入10mL 10mmol/L pH值為7.4的三羥甲基氨基甲烷緩沖溶液中，配制成4mg/mL的溶菌酶的三羥甲基氨基甲烷緩沖溶液;將10mL 50mmol/L的三(2-羧乙基)膦的三羥甲基氨基甲烷緩沖溶液與10mL4mg/mL的溶菌酶的三羥甲基氨基甲烷緩沖溶液混合均勻，將醫(yī)療塑料導(dǎo)管插入混合液體中，室溫靜置50分鐘，在醫(yī)療塑料導(dǎo)管內(nèi)外表面直接形成一層自組裝薄膜(見圖1)，即溶菌酶二維納米薄膜，起到抗菌保護(hù)的作用。
[0029]實(shí)施例3
[0030]溶菌酶二維納米薄膜作為抗菌材料的應(yīng)用，具體使用方法如下:
[0031]本實(shí)施例中溶菌酶二維納米薄膜的制備方法與實(shí)施例1相同，然后以瓊脂糖凝膠作為介質(zhì)將溶菌酶二維納米薄膜轉(zhuǎn)移到外科手術(shù)刀表面(見圖2)，起到抗菌保