石墨相氮化碳作為抗菌材料的新用圖
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于抗菌材料領(lǐng)域，具體涉及石墨相氮化碳作為抗菌材料的新用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 抗菌材料是一類具有殺菌、抑菌性能的材料，其核心成分是抗菌劑，將極少量的抗 菌劑添加至普通材料中制成抗菌材料，用它們制成的制品也就具有衛(wèi)生自潔功能。人類的 生活與健康持續(xù)受到各種細菌的威脅，從日常用的纖維服裝、家用電器、衛(wèi)生陶瓷制品、塑 料薄膜到建筑用的鋼材、涂料以及飲用水的消毒處理等方面，細菌將會在適宜環(huán)境下繁殖， 導(dǎo)致物質(zhì)變質(zhì)以及傷口化膿感染等現(xiàn)象。這就使得抗菌材料成為當(dāng)今新材料研究和開發(fā)的 熱點之一，其中高分子抗菌劑的低毒性、穩(wěn)定性、抗菌持久性，便于改性等優(yōu)點得到人們的 青睞。
[0003] 抗菌材料是通過抗菌劑來實現(xiàn)的。在實際應(yīng)用中，一般并不要求抗菌材料能迅速 殺滅有害微生物，而是側(cè)重于在長期的使用過程中抑制它們的生長和繁殖，以達到保護環(huán) 境衛(wèi)生的目的?？咕鷦┌雌浠瘜W(xué)組成可分為無機系、有機系和復(fù)合類三大類。
[0004] 1，無機抗菌劑
[0005] 目前對無機抗菌材料的應(yīng)用研究主要涉及溶出型抗菌劑、光催化材料抗菌劑及納 米抗菌劑。
[0006] 溶出型無機抗菌劑主要是將具有抗菌活性的金屬離子（如銀離子、銅離子、鋅離 子等）或其化合物通過物理吸附、離子交換等方法固定到多孔介質(zhì)上（包括沸石、硅膠、羥 基磷灰石等）制得的。光催化型無機抗菌劑的價格極為低廉，且無毒；主要品種有N型半導(dǎo) 體金屬氧化物，如Ti02、ZnO、5;102等。其中1102的氧化活性較高，穩(wěn)定性也較強，對人體無 害，具有優(yōu)異的廣譜抗菌效能。納米級抗菌劑是在納米級粉體的基礎(chǔ)上包覆抗菌物質(zhì)而制 成的。隆泉等發(fā)現(xiàn)納米級抗菌劑的抗菌性能遠遠優(yōu)于微米抗菌劑。這是由于載體納米化， 比表面積增大，可以更好地吸附微生物，從而可以有更好的抗菌效果。
[0007] 上述的無機抗菌劑雖然具有安全性高、耐熱性好、無揮發(fā)、不產(chǎn)生耐藥性和抗菌失 效等特點，但是其價格昂貴，且具有抗菌遲效性。
[0008] 2,有機抗菌劑
[0009] 有機類抗菌劑具有殺菌力強，加工方便，種類多等特點，廣泛應(yīng)用于塑料、纖維、紙 張、橡膠、樹脂以及水處理等等。有機抗菌劑包括天然和合成兩大類。
[0010] 天然抗菌劑最常用的是殼聚糖，它是一種帶正電荷的活性物質(zhì)。殼聚糖抗菌劑具 有良好的生物相容性和廣譜抗菌性，無毒，對人體免疫抗原小，且具消炎、止痛及促進傷口 愈合等功效。但是，殼聚糖的抗菌性能受濃度、酸度、相對分子質(zhì)量、脫乙?；鹊挠绊懀@ 使其應(yīng)用范圍受到很大限制。
[0011] 合成類抗菌劑的主要品種有香草醛或乙基香草醛類化合物，常用于聚乙烯類食品 包裝膜中，起抗菌作用。另外還有?；桨奉?、咪唑類、噻唑類、異噻唑酮衍生物、季銨鹽類、 雙呱類、酚類等。目前有機抗菌劑的安全性尚在研究中。一般來說有機抗菌劑耐熱性差些， 容易水解，有效期短。
[0012] 3,復(fù)合抗菌劑
[0013] 復(fù)合抗菌劑結(jié)合了有機和無機抗菌劑的優(yōu)點，兼有了有機系的強斂性、持續(xù)性與 無機系的安全性、耐熱性，而且價格低廉、用量少、抗菌性能高、穩(wěn)定性好。但是目前尚處于 研究階段，但是有的具有抗菌性能的配體形成配合物后抗菌性能降低，因而目前對于這類 復(fù)合抗菌劑的抗菌機理還不是很清楚。
[0014] 石墨相氮化碳聚合物是一種新型的有機半導(dǎo)體材料。由于其原料廉價、易于制備、 熱穩(wěn)定性高，近年來在光催化、光電轉(zhuǎn)換、傳感方面得到了廣泛的應(yīng)用。目前尚未有其用于 抗菌材料領(lǐng)域的報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 本發(fā)明的目的是提供石墨相氮化碳作為抗菌材料的新用途。
[0016] 為了更好的理解本發(fā)明的實質(zhì)，下面通過石墨相氮化碳的抗菌性試驗來說明其在 抗菌領(lǐng)域的新用途。
[0017] -，石墨相氮化碳聚合物的制備
[0018] 取一定量的雙氰胺前驅(qū)物于坩堝中，放入馬弗爐中，以2. 2°C/min升溫到550°C， 保溫4h，得到黃色石墨相氮化碳粉末。所得到的產(chǎn)物的X射線圖譜，如圖1所示。
[0019] 以pH為7. 4的PBS緩沖溶液為溶劑，按照不同的配比，分別配置成不同濃度 (0, 10, 100, 1000yg/ml)的石墨相氮化碳聚合物混合液，作為備用。
[0020] 二，枯草芽孢桿菌的活化
[0021] 步驟1、取0? 5gNaClUg胰蛋白胨、0? 5g酵母粉于200ml的無菌水中，在溫水中使 之溶解，加入一定量的NaOH調(diào)至pH為7. 4,配制成液體LB培養(yǎng)基；
[0022] 步驟2、取Ig枯草芽孢桿菌溶于100mL的無菌水中，加入一定量的玻璃珠、一定量 吐溫80,在70°C水中溫浴20min，然后在搖床上以200r/min轉(zhuǎn)速震蕩40min;
[0023] 步驟3、取步驟1制得的100mlLB培養(yǎng)基和步驟2的菌液Iml，放在搖床上振蕩24 小時；得到活化的菌種，作為備用。
[0024] 三、抗菌性實驗：
[0025] 步驟1、將上述得到的活化的菌種在液體培養(yǎng)基分兩個錐形瓶培養(yǎng)，其中一個用錫 紙包住避光，然后將其放在有300W搖床上振蕩6h;
[0026] 步驟2、取0? 5gNaClUg胰蛋白胨、0? 5g酵母粉于200ml的無菌水中，在溫水中使 之溶解，加入一定量的NaOH調(diào)至pH為7. 4,然后向其中再加入5g瓊脂粉，在90°C水溫中使 之溶解；
[0027] 步驟3、將步驟1兩個錐形瓶中的菌液用二次水依次稀釋為101UO2、10 3、10 4、 10 5、10 6、10 7、10 8,取每個稀釋濃度的菌液Iml于培養(yǎng)皿中（每個濃度三個），當(dāng)步驟2得 到的培養(yǎng)基約為40-50°C時，向每個培養(yǎng)皿中加入一定量的培養(yǎng)基，前后左右搖勻，同時還 有三個空白培養(yǎng)皿，靜置12h，對每個培養(yǎng)皿中的菌落計數(shù)。
[0028] 表 1
[0029]
[0030] 表1是枯草芽孢桿菌與不同濃度（0, 10, 100,lOOOg/ml)的GPPCN作用24小時后 的相對菌落數(shù)，可見，在沒有光照的情況下，各濃度的材料溶液都沒有對細菌的活性產(chǎn)生影 響。
[0031] 將枯草芽孢桿菌與50iig/ml石墨相氮化碳在無光（黑暗）和有光（300W氙燈） 條件下進行比較試驗，12小時后，其相對菌落數(shù)見表2。可以看出只有在光照的作用下，石 墨相氮化碳才能發(fā)揮其抗菌作用。
[0032] 表 2
[0033]
[0034] 有益效果：從以上的結(jié)果可以看出，本發(fā)明對已知的石墨相氮化碳發(fā)掘了新的用 途，開拓了新的應(yīng)用領(lǐng)域。
[0035] 本發(fā)明所用的石墨相氮化碳其原料廉價、易于制備、熱穩(wěn)定性高?？梢宰鳛榭咕?料用于抗菌涂料的制備中。
[0036] 本發(fā)明的產(chǎn)品在光照條件下，價態(tài)中的電子會被激發(fā)到導(dǎo)帶，從而產(chǎn)生一個