广州大学林璟副教授：抗菌协同防细菌黏附研究入选为ESI高被引论文
广州大学林璟副教授等研究人员于2018年1月在美国化学学会《ACS Applied Materials & Interfaces》杂志上发表的论文“Durably Antibacterial and Bacterially Antiadhesive Cotton Fabrics Coated by Cationic Fluorinated Polymers”成功入选全球前1%ESI高被引论文，截止2018年9月，Web of Science数据库显示该文献已经被引用20次。
研究者们为化学化工工业、食品工业、临床医学、生物医用材料、生化工程、海洋船舶防腐防污、工业和饮用水安全等研究和应用领域中涉及的一个“不良”细菌微生物的黏附危害重大问题开展了系列研究，该成果特别针对粗糙和多微孔结构表面抗微生物黏附欠缺问题，提出了高分子聚合物接枝自行合成的抗菌功能单体实现抗菌以减少细菌因繁殖产生更多的黏附，并在多微孔结构表面构筑疏水疏油聚合物层实现高效防细菌黏附，突破了粗糙和多微孔结构表面抗黏附欠缺的难题，并提出了织物表面的抗菌和防黏附模型，其构筑和研究过程示意图如图1所示。
图1 抗菌防黏附织物构筑示意图
图2不同结构和含量抗菌单体聚合物膜的抗菌荧光显微镜
研究结果表明：自行分子设计合成的反应型抗菌季氨盐单体引入织物整理聚合物中，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌最优抗菌率分别达到99.98%和98.36%（见图2和图3），且抗菌率与分子结构、含量、抗菌聚合物在织物的上浆率具有关联性规律（见图3）。此外，发现随着含氟量的增加，也可显著提高抗菌织物的抗菌活性（见图4）
图3不同烷基链抗菌织物的抗菌率 (a), 不同抗菌单体含量抗菌织物的抗菌率(b), 不同上浆率抗菌织物的抗菌率(c).
图4 不同含氟量对织物抗菌率影响图(a)和抗菌织物F3(b)及F9(c)SEM-EDX
关于防细菌黏附性：有趣的发现更加疏水的织物表面(具有更大的水接触角)具有更高的抗菌防黏附率，对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的最大防黏附率达到99.63%和99.14%(见图5），其原因在于氟元素能够牵移至织物涂层的表面(见图4)，从而导致获得更低的表面张力(图5)和使得粗糙的织物表面变的更光滑(见图6)，疏水疏油特性使得具有更高的防细菌黏附性(图7)。
图5不同含氟量的抗菌织物的抗菌防黏附率,水接触角,表面能
图6未整理和整理织物的3D形貌对比图
图7细菌黏附在空白织物和不同含氟织物表面SEM
此外，抗菌织物的抗菌耐久性和防黏附耐久性通过加速洗涤测试结果显示，20次加速洗涤后的抗菌织物抗菌率对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌分别为98.83%和97.23%，保持了一个较低的下降率1.15%，细菌防黏附率只下降了1.5%(图8)进一步证实了抗菌织物具有较好的抗菌耐久性和防细菌黏附耐久性。其原因是由于设计的抗菌单体能够接枝共聚与树脂体系使得抗菌活性物不溶出，不会随时间变化而散失，且洗涤后织物表面的水接触角改变小于10度，耐洗性较好，并提出了抗菌和防细菌黏附性作用模型如图9所示。
图8 F3的抗菌率和抗黏附率和F3表面的水接触角(a), 20次加速洗涤后细菌在F3织物表面的SEM图(b和c分别为金黄色葡萄球菌和大肠杆菌), F3织物的抑菌圈 (d和e分别为金黄色葡萄球菌和大肠杆菌), 抗菌织物的表面形态(f和g分别为洗涤前和洗涤后)和未改性的织物(h)
图9(a)抗菌织物的抗菌模型，TEM图((b)和(c)分别为原始的金黄色葡萄球菌和大肠杆菌; (d)和(e)分别为处理12小时后金黄色葡萄球菌和大肠杆菌; (f)和(g)分别为处理24小时后金黄色葡萄球菌和大肠杆菌
论文链接：
Durably Antibacterial and Bacterially Antiadhesive Cotton Fabrics Coated by Cationic Fluorinated Polymers, ACS Applied Materials & Interfaces, 2018,10(7):6124–6136.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.7b16235
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