中科院上海应物所研制出耐洗涤抗超级细菌棉布

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中国科学院上海应用物理研究所先进核能创新研究院李景烨课题组将含双键咪唑离子液体接枝聚合到棉布纤维素大分子上，获得耐洗涤的抗菌棉布，并与中科院微观界面物理与探测重点实验室樊春海课题组等合作，验证了该抗菌棉布在未洗涤和洗涤150次后对非耐药菌、耐药菌（俗称超级细菌）及真菌均具有超过99.9%的广谱抑菌效率。近日，该项研究工作发表在美国化学学会《应用材料和界面》（ACS Applied Materials & Interfaces (2016, Vol8(31), 19866–19871)）上。
咪唑离子液体是一类以氮-氮二取代咪唑环为阳离子的高沸点低挥发绿色有机溶剂。荷正电的咪唑环与细菌荷负电的细胞膜能产生静电吸引，而疏水的取代基能插入细胞膜磷脂双分子层中，导致细胞破裂细菌死亡。这种界面物理作用是咪唑类离子液体普遍具有抗菌效果的原因，作用机制完全不同于抗生素。
李景烨课题组通过引发含双键咪唑离子液体接枝聚合到纤维素大分子上，获得抗菌棉布（图1）。这种接枝结构使咪唑环通过共价键紧密地连接在纤维素大分子上，形成分子层面的复合材料，因此两者结合异常牢固。抗菌棉布在未经洗涤和经过30次加速洗涤（相当于商用或家庭洗衣机洗涤150次）后，对非耐药菌和对应耐药菌（如金黄色葡萄球菌和耐甲氧西林金葡菌、屎肠球菌和耐万古霉素屎肠球菌、醋酸钙不动杆菌和含NDM-1基因不动杆菌）、以及真菌（如白色念珠菌）都有超过99.9%的抑菌效率（图2）。上述抑菌试验由及商业检测机构等第三方测试机构按照美国和欧盟纺织品抗菌标准进行，结果表明抗菌棉布具有长效广谱的抗菌效果，特别对于耐药菌的抑制使其在控制超级细菌的传播方面具有重要的实用价值。
除耐洗涤外，接枝结构的另一个益处在于保障了抗菌棉布的安全性。由于咪唑环是通过共价键结合在纤维素大分子上，在使用过程中不会被释放进入环境，表现为抗菌棉布对皮肤刺激性为零，同时浸出液的急性口服毒性比食盐还小。
该项研究得到了国家自然科学基金的资助。目前课题组进一步与上海市疾控中心开展合作，按照卫生部标准测试抗菌棉布对院感多重耐药菌和环境耐药菌的抗菌效果。同时，也通过签订科研成果产业化项目合作协议，与中广核达胜合作开展生产工艺研发，以期实现耐洗涤抗超级细菌棉布的产业化。

图1. 普通棉布（左）和耐洗涤抗超级细菌棉布（右）

图2. 耐洗涤抗超级细菌棉布的抑菌效果

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