Ten artykuł koncentruje się na mechanizmie przeciwbakteryjnym środków powierzchniowo czynnych Gemini, które mają być skuteczne w zabijaniu bakterii i mogą pomóc w spowolnieniu rozprzestrzeniania się nowych koronawirusów.
Środek powierzchniowo czynny, który jest skrótem od słów Surface, Active i Agent.Surfaktanty to substancje aktywne na powierzchniach i międzyfazach oraz posiadające bardzo dużą zdolność i skuteczność zmniejszania napięcia powierzchniowego (granicznego), tworzące molekularnie uporządkowane zespoły w roztworach powyżej pewnego stężenia, a tym samym posiadające szereg funkcji aplikacyjnych.Surfaktanty posiadają dobrą dyspergowalność, zwilżalność, zdolność emulgowania i właściwości antystatyczne i stały się kluczowymi materiałami dla rozwoju wielu dziedzin, w tym chemii wysokowartościowej, i mają znaczący wkład w usprawnianie procesów, zmniejszanie energochłonności i zwiększanie wydajności produkcji .Wraz z rozwojem społeczeństwa i ciągłym postępem światowego poziomu przemysłowego, stosowanie środków powierzchniowo czynnych stopniowo rozprzestrzeniło się z chemikaliów codziennego użytku do różnych dziedzin gospodarki narodowej, takich jak środki przeciwbakteryjne, dodatki do żywności, nowe pola energetyczne, oczyszczanie zanieczyszczeń i biofarmaceutyki.
Konwencjonalne środki powierzchniowo czynne są związkami „amfifilowymi” składającymi się z polarnych grup hydrofilowych i niepolarnych grup hydrofobowych, a ich struktury cząsteczkowe przedstawiono na rycinie 1 (a).
Obecnie, wraz z rozwojem uszlachetniania i systematyzacji w przemyśle przetwórczym, zapotrzebowanie na właściwości surfaktantów w procesie produkcyjnym stopniowo wzrasta, dlatego ważne jest znalezienie i opracowanie surfaktantów o wyższych właściwościach powierzchniowych io specjalnych strukturach.Odkrycie Gemini Surfactants wypełnia te luki i spełnia wymagania produkcji przemysłowej.Typowym środkiem powierzchniowo czynnym Gemini jest związek z dwiema grupami hydrofilowymi (na ogół jonowymi lub niejonowymi o właściwościach hydrofilowych) i dwoma hydrofobowymi łańcuchami alkilowymi.
Jak pokazano na rysunku 1(b), w przeciwieństwie do konwencjonalnych jednołańcuchowych środków powierzchniowo czynnych, środki powierzchniowo czynne Gemini łączą ze sobą dwie grupy hydrofilowe poprzez grupę łączącą (łącznik).Krótko mówiąc, strukturę środka powierzchniowo czynnego Gemini można rozumieć jako utworzoną przez sprytne połączenie dwóch hydrofilowych grup czołowych konwencjonalnego środka powierzchniowo czynnego razem z grupą łączącą.
Specjalna struktura Gemini Surfactant prowadzi do jego wysokiej aktywności powierzchniowej, która wynika głównie z:
(1) wzmocnione działanie hydrofobowe dwóch hydrofobowych łańcuchów końcowych cząsteczki środka powierzchniowo czynnego Gemini i zwiększona tendencja środka powierzchniowo czynnego do opuszczania roztworu wodnego.
(2) Tendencja hydrofilowych grup głównych do oddzielania się od siebie, zwłaszcza jonowych grup głównych z powodu odpychania elektrostatycznego, jest znacznie osłabiona przez wpływ odstępnika;
(3) Specjalna struktura Gemini Surfactants wpływa na ich zachowanie w postaci agregacji w roztworze wodnym, nadając im bardziej złożoną i zmienną morfologię agregacji.
Surfaktanty Gemini mają wyższą aktywność powierzchniową (graniczną), niższe krytyczne stężenie miceli, lepszą zwilżalność, zdolność emulgowania i zdolność antybakteryjną w porównaniu z konwencjonalnymi surfaktantami.Dlatego rozwój i wykorzystanie środków powierzchniowo czynnych Gemini ma ogromne znaczenie dla rozwoju i zastosowania środków powierzchniowo czynnych.
„Struktura amfifilowa” konwencjonalnych środków powierzchniowo czynnych nadaje im wyjątkowe właściwości powierzchniowe.Jak pokazano na rysunku 1(c), gdy konwencjonalny środek powierzchniowo czynny dodaje się do wody, hydrofilowa grupa czołowa ma tendencję do rozpuszczania się w roztworze wodnym, a grupa hydrofobowa hamuje rozpuszczanie cząsteczki środka powierzchniowo czynnego w wodzie.W wyniku połączonego efektu tych dwóch trendów cząsteczki środka powierzchniowo czynnego wzbogacają się na granicy faz gaz-ciecz i podlegają uporządkowanemu uporządkowaniu, zmniejszając w ten sposób napięcie powierzchniowe wody.W przeciwieństwie do konwencjonalnych środków powierzchniowo czynnych, środki powierzchniowo czynne Gemini są „dimerami”, które łączą ze sobą konwencjonalne środki powierzchniowo czynne za pomocą grup dystansowych, które mogą skuteczniej zmniejszać napięcie powierzchniowe wody i napięcie międzyfazowe olej/woda.Ponadto Gemini Surfactants charakteryzują się niższymi krytycznymi stężeniami miceli, lepszą rozpuszczalnością w wodzie, właściwościami emulgującymi, pieniącymi, zwilżającymi i antybakteryjnymi.
| Wprowadzenie środków powierzchniowo czynnych Gemini W 1991 roku Menger i Littau [13] przygotowali pierwszy środek powierzchniowo czynny o łańcuchu bis-alkilowym ze sztywną grupą łączącą i nazwali go „środkiem powierzchniowo czynnym Gemini”.W tym samym roku Zana i wsp. [14] po raz pierwszy przygotowali serię czwartorzędowych soli amoniowych Gemini Surfactants i systematycznie badali właściwości tej serii czwartorzędowych soli amoniowych Gemini Surfactants.1996, badacze uogólnili i omówili zachowanie powierzchniowe (graniczne), właściwości agregacji, reologię roztworu i zachowanie fazowe różnych środków powierzchniowo czynnych Gemini w połączeniu z konwencjonalnymi środkami powierzchniowo czynnymi.W 2002 roku Zana [15] zbadał wpływ różnych grup wiązań na zachowanie agregacji Gemini Surfactants w roztworze wodnym, co znacznie przyspieszyło rozwój środków powierzchniowo czynnych i miało ogromne znaczenie.Później Qiu i wsp. [16] wynaleźli nową metodę syntezy Gemini Surfactants zawierającą specjalne struktury na bazie bromku cetylu i 4-amino-3,5-dihydroksymetylo-1,2,4-triazolu, co dodatkowo wzbogaciło sposób Synteza surfaktantu Gemini. |
Badania nad środkami powierzchniowo czynnymi Gemini w Chinach rozpoczęły się późno;w 1999 roku Jianxi Zhao z Uniwersytetu w Fuzhou dokonał systematycznego przeglądu zagranicznych badań nad środkami powierzchniowo czynnymi Gemini i przyciągnął uwagę wielu instytucji badawczych w Chinach.Następnie badania nad środkami powierzchniowo czynnymi Gemini w Chinach zaczęły kwitnąć i przyniosły owocne wyniki.W ostatnich latach naukowcy poświęcili się opracowaniu nowych surfaktantów Gemini i badaniu związanych z nimi właściwości fizykochemicznych.Jednocześnie sukcesywnie rozwijano zastosowania Gemini Surfactants w obszarach sterylizacji i antybakteryjności, produkcji żywności, przeciwpienieniu i hamowaniu pienienia, powolnym uwalnianiu leków i czyszczeniu przemysłowym.W zależności od tego, czy grupy hydrofilowe w cząsteczkach surfaktantów są naładowane, czy nie, oraz rodzaj ładunku, jaki przenoszą, surfaktanty Gemini można podzielić na następujące kategorie: kationowe, anionowe, niejonowe i amfoteryczne surfaktanty Gemini.Wśród nich, kationowe środki powierzchniowo czynne Gemini ogólnie odnoszą się do czwartorzędowych środków powierzchniowo czynnych Gemini lub soli amonowych, anionowe środki powierzchniowo czynne Gemini odnoszą się głównie do środków powierzchniowo czynnych Gemini, których grupami hydrofilowymi są kwas sulfonowy, fosforan i kwas karboksylowy, podczas gdy niejonowe środki powierzchniowo czynne Gemini to głównie polioksyetylenowe środki powierzchniowo czynne Gemini.
1.1 Kationowe środki powierzchniowo czynne Gemini
Kationowe Gemini Surfaktanty mogą dysocjować kationy w roztworach wodnych, głównie amoniowe i czwartorzędowe sole amoniowe Gemini Surfactants.Kationowe środki powierzchniowo czynne Gemini mają dobrą biodegradowalność, silną zdolność odkażania, stabilne właściwości chemiczne, niską toksyczność, prostą strukturę, łatwą syntezę, łatwą separację i oczyszczanie, a także mają właściwości bakteriobójcze, antykorozyjne, antystatyczne i miękkość.
Środki powierzchniowo czynne Gemini na bazie czwartorzędowych soli amoniowych są generalnie wytwarzane z amin trzeciorzędowych w reakcjach alkilowania.Istnieją dwie następujące główne metody syntezy: jedna to czwartorzędowanie dibromo-podstawionych alkanów i pojedynczych długołańcuchowych alkilodimetylo trzeciorzędowych amin;drugim jest czwartorzędowanie 1-bromo-podstawionych długołańcuchowych alkanów i N,N,N',N'-tetrametyloalkilodiamin z bezwodnym etanolem jako rozpuszczalnikiem i ogrzewaniem do wrzenia.Jednak dibromo-podstawione alkany są droższe i są powszechnie syntetyzowane drugą metodą, a równanie reakcji pokazano na rysunku 2.
1.2 Anionowe środki powierzchniowo czynne Gemini
Anionowe środki powierzchniowo czynne Gemini mogą dysocjować aniony w roztworach wodnych, głównie sulfoniany, sole siarczanowe, karboksylany i sole fosforanowe typu Gemini Surfactants.Anionowe środki powierzchniowo czynne mają lepsze właściwości, takie jak dekontaminacja, pienienie, dyspergowanie, emulgowanie i zwilżanie i są szeroko stosowane jako detergenty, środki spieniające, środki zwilżające, emulgatory i środki dyspergujące.
1.2.1 Sulfoniany
Biosurfaktanty na bazie sulfonianów mają zalety dobrej rozpuszczalności w wodzie, dobrej zwilżalności, dobrej odporności na temperaturę i sól, dobrej zdolności myjącej i silnej zdolności dyspergowania i są szeroko stosowane jako detergenty, środki spieniające, środki zwilżające, emulgatory i dyspergatory w ropie naftowej, przemysł tekstylny i chemikalia codziennego użytku ze względu na stosunkowo szerokie źródła surowców, proste procesy produkcyjne i niskie koszty.Li i wsp. zsyntetyzowali serię nowych środków powierzchniowo czynnych Gemini kwasu dialkilodisulfonowego (2Cn-SCT), typowego barionowego środka powierzchniowo czynnego typu sulfonianu, używając trichloraminy, aminy alifatycznej i tauryny jako surowców w trzyetapowej reakcji.
1.2.2 Sole siarczanowe
Dubletowe środki powierzchniowo czynne soli siarczanowych mają zalety ultra niskiego napięcia powierzchniowego, wysokiej aktywności powierzchniowej, dobrej rozpuszczalności w wodzie, szerokiego źródła surowców i stosunkowo prostej syntezy.Ma również dobre właściwości myjące i zdolność pienienia, stabilne działanie w twardej wodzie, a sole estrów siarczanowych są neutralne lub lekko zasadowe w roztworze wodnym.Jak pokazano na rycinie 3, Sun Dong i wsp. użyli kwasu laurynowego i glikolu polietylenowego jako głównych surowców i dodali wiązania estru siarczanowego poprzez reakcje podstawienia, estryfikacji i addycji, syntetyzując w ten sposób barionowy środek powierzchniowo czynny typu soli estrów siarczanowych-GA12-S-12.
1.2.3 Sole kwasów karboksylowych
Surfaktanty Gemini na bazie karboksylanów są zwykle łagodne, zielone, łatwo biodegradowalne i posiadają bogate źródło naturalnych surowców, wysokie właściwości chelatujące metale, dobrą odporność na twardą wodę i dyspersję mydła wapniowego, dobre właściwości pieniące i zwilżające, są szeroko stosowane w farmaceutyce, tekstylia, wysokowartościowe chemikalia i inne dziedziny.Wprowadzenie grup amidowych do biosurfaktantów na bazie karboksylanów może zwiększyć biodegradowalność cząsteczek surfaktantów, a także sprawić, że będą one miały dobre właściwości zwilżające, emulgujące, dyspergujące i odkażające.Mei i wsp. zsyntetyzowali barionowy środek powierzchniowo czynny CGS-2 na bazie karboksylanu, zawierający grupy amidowe, stosując jako surowce dodecyloaminę, dibromoetan i bezwodnik bursztynowy.
1.2.4 Sole fosforanowe
Sole estrów fosforanowych typu Gemini Surfaktanty mają podobną budowę do naturalnych fosfolipidów i mają skłonność do tworzenia struktur takich jak odwrócone micele i pęcherzyki.Sole fosforanowe typu Gemini Surfaktanty znalazły szerokie zastosowanie jako środki antystatyczne i detergenty do prania, a ich wysokie właściwości emulgujące i stosunkowo niski stopień podrażnienia sprawiły, że znalazły szerokie zastosowanie w osobistej pielęgnacji skóry.Niektóre estry fosforanowe mogą działać przeciwnowotworowo, przeciwnowotworowo i przeciwbakteryjnie, opracowano dziesiątki leków.Biosurfaktanty typu soli fosforanowych mają wysokie właściwości emulgujące wobec pestycydów i mogą być stosowane nie tylko jako środki przeciwbakteryjne i owadobójcze, ale także jako herbicydy.Zheng i wsp. badali syntezę soli estrów fosforanowych Gemini Surfactants z P2O5 i oligomerycznych dioli na bazie orto-kwatu, które mają lepsze działanie zwilżające, dobre właściwości antystatyczne i stosunkowo prosty proces syntezy z łagodnymi warunkami reakcji.Wzór cząsteczkowy barionowej soli fosforanu potasu, środka powierzchniowo czynnego, przedstawiono na rycinie 4.
1.3 Niejonowe środki powierzchniowo czynne Gemini
Niejonowe środki powierzchniowo czynne Gemini nie ulegają dysocjacji w roztworze wodnym i występują w postaci cząsteczkowej.Ten typ barionowego środka powierzchniowo czynnego był dotychczas mniej badany i istnieją dwa rodzaje, jeden to pochodna cukru, a drugi to eter alkoholowy i eter fenolowy.Niejonowe środki powierzchniowo czynne Gemini nie występują w roztworze w stanie jonowym, więc mają wysoką stabilność, nie ulegają łatwo wpływowi silnych elektrolitów, mają dobrą zdolność kompleksowania z innymi rodzajami środków powierzchniowo czynnych i mają dobrą rozpuszczalność.Dlatego niejonowe środki powierzchniowo czynne mają różne właściwości, takie jak dobre właściwości czyszczące, dyspergowalność, emulgowanie, pienienie, zwilżalność, właściwości antystatyczne i sterylizacja, i mogą być szeroko stosowane w różnych aspektach, takich jak pestycydy i powłoki.Jak pokazano na rycinie 5, w 2004 roku FitzGerald i wsp. zsyntetyzowali Gemini Surfactants na bazie polioksyetylenu (niejonowe środki powierzchniowo czynne), których strukturę wyrażono jako (Cn-2H2n-3CHCH2O(CH2CH2O)mH)2(CH2)6 (lub GemnEm).
02 Fizykochemiczne właściwości surfaktantów Gemini
2.1 Działanie środków powierzchniowo czynnych Gemini
Najprostszym i najbardziej bezpośrednim sposobem oceny aktywności powierzchniowej środków powierzchniowo czynnych jest pomiar napięcia powierzchniowego ich roztworów wodnych.Zasadniczo środki powierzchniowo czynne zmniejszają napięcie powierzchniowe roztworu poprzez zorientowane rozmieszczenie na płaszczyźnie powierzchni (granicy) (Rysunek 1 (c)).Krytyczne stężenie miceli (CMC) Gemini Surfactants jest o ponad dwa rzędy wielkości mniejsze, a wartość C20 jest znacznie niższa w porównaniu do konwencjonalnych surfaktantów o podobnej strukturze.Cząsteczka barionowego środka powierzchniowo czynnego posiada dwie grupy hydrofilowe, które pomagają jej utrzymać dobrą rozpuszczalność w wodzie, mając jednocześnie długie hydrofobowe długie łańcuchy.Na granicy faz woda/powietrze konwencjonalne środki powierzchniowo czynne są luźno ułożone ze względu na przestrzenny efekt oporu miejsca i odpychanie jednorodnych ładunków w cząsteczkach, osłabiając w ten sposób ich zdolność do zmniejszania napięcia powierzchniowego wody.Natomiast grupy łączące surfaktantów Gemini są połączone kowalencyjnie, dzięki czemu odległość między dwiema grupami hydrofilowymi jest utrzymywana w niewielkim zakresie (znacznie mniejszym niż odległość między grupami hydrofilowymi konwencjonalnych surfaktantów), co skutkuje lepszą aktywnością surfaktantów Gemini przy powierzchnia (granica).
2.2 Struktura montażowa surfaktantów Gemini
W roztworach wodnych, wraz ze wzrostem stężenia barionowego środka powierzchniowo czynnego, jego cząsteczki nasycają powierzchnię roztworu, co z kolei zmusza inne cząsteczki do migracji do wnętrza roztworu, tworząc micele.Stężenie, przy którym środek powierzchniowo czynny zaczyna tworzyć micele, nazywa się krytycznym stężeniem micelarnym (CMC).Jak pokazano na rycinie 9, po stężeniu większym niż CMC, w przeciwieństwie do konwencjonalnych środków powierzchniowo czynnych, które agregują, tworząc sferyczne micele, środki powierzchniowo czynne Gemini wytwarzają różne morfologie miceli, takie jak struktury liniowe i dwuwarstwowe, ze względu na ich cechy strukturalne.Różnice w wielkości, kształcie i uwodnieniu miceli mają bezpośredni wpływ na zachowanie fazowe i właściwości reologiczne roztworu, a także prowadzą do zmian lepkosprężystości roztworu.Konwencjonalne środki powierzchniowo czynne, takie jak anionowe środki powierzchniowo czynne (SDS), zwykle tworzą sferyczne micele, które prawie nie mają wpływu na lepkość roztworu.Jednak specjalna budowa Gemini Surfactants prowadzi do powstania bardziej złożonej morfologii miceli, a właściwości ich wodnych roztworów znacznie różnią się od właściwości konwencjonalnych surfaktantów.Lepkość wodnych roztworów Gemini Surfactants wzrasta wraz ze wzrostem stężenia Gemini Surfactants, prawdopodobnie dlatego, że utworzone liniowe micele splatają się w strukturę podobną do sieci.Jednak lepkość roztworu maleje wraz ze wzrostem stężenia środka powierzchniowo czynnego, prawdopodobnie z powodu przerwania struktury wstęgi i powstania innych struktur micelarnych.
03 Antybakteryjne właściwości surfaktantów Gemini
Jako rodzaj organicznego środka przeciwdrobnoustrojowego, mechanizm przeciwdrobnoustrojowy barionowego środka powierzchniowo czynnego polega głównie na tym, że łączy się on z anionami na powierzchni błony komórkowej mikroorganizmów lub reaguje z grupami sulfhydrylowymi, zakłócając produkcję ich białek i błon komórkowych, niszcząc w ten sposób tkanki drobnoustrojów, aby zahamować lub zabić mikroorganizmy.
3.1 Właściwości przeciwdrobnoustrojowe anionowych środków powierzchniowo czynnych Gemini
Właściwości przeciwdrobnoustrojowe anionowych środków powierzchniowo czynnych o działaniu przeciwbakteryjnym są determinowane głównie charakterem ugrupowań przeciwdrobnoustrojowych, które zawierają.W roztworach koloidalnych, takich jak naturalne lateksy i powłoki, łańcuchy hydrofilowe wiążą się z rozpuszczalnymi w wodzie dyspergatorami, a łańcuchy hydrofobowe wiążą się z dyspersjami hydrofobowymi poprzez adsorpcję kierunkową, przekształcając w ten sposób interfejs dwufazowy w gęstą molekularną warstwę międzyfazową.Bakteryjne grupy hamujące na tej gęstej warstwie ochronnej hamują wzrost bakterii.
Mechanizm bakteryjnej inhibicji anionowych środków powierzchniowo czynnych zasadniczo różni się od mechanizmu kationowych środków powierzchniowo czynnych.Bakteryjne hamowanie anionowych środków powierzchniowo czynnych jest związane z ich układem roztworów i grupami hamującymi, więc ten typ środka powierzchniowo czynnego może być ograniczony.Ten rodzaj środka powierzchniowo czynnego musi być obecny w wystarczających ilościach, aby środek powierzchniowo czynny był obecny w każdym zakątku układu, aby uzyskać dobre działanie bakteriobójcze.Jednocześnie ten rodzaj środka powierzchniowo czynnego nie jest zlokalizowany i ukierunkowany, co nie tylko powoduje niepotrzebne odpady, ale także tworzy odporność przez długi czas.
Na przykład w medycynie klinicznej zastosowano biosurfaktanty na bazie sulfonianów alkilowych.Sulfoniany alkilowe, takie jak busulfan i treosulfan, leczą głównie choroby mieloproliferacyjne, działając w celu wytworzenia wiązań poprzecznych między guaniną i ureapuryną, podczas gdy zmiana ta nie może zostać naprawiona przez korektę komórkową, co prowadzi do apoptotycznej śmierci komórki.
3.2 Właściwości przeciwdrobnoustrojowe kationowych środków powierzchniowo czynnych Gemini
Głównym rodzajem opracowanych kationowych środków powierzchniowo czynnych Gemini są czwartorzędowe sole amoniowe typu Gemini Surfactants.Czwartorzędowe amoniowe kationowe środki powierzchniowo czynne Gemini mają silne działanie bakteriobójcze, ponieważ w cząsteczkach czwartorzędowego barionowego środka powierzchniowo czynnego typu amoniowego występują dwa hydrofobowe długie łańcuchy alkanów, a łańcuchy hydrofobowe tworzą hydrofobową adsorpcję ze ścianą komórkową (peptydoglikan);jednocześnie zawierają dwa dodatnio naładowane jony azotu, które będą sprzyjać adsorpcji cząsteczek środka powierzchniowo czynnego na powierzchni ujemnie naładowanych bakterii, a poprzez penetrację i dyfuzję łańcuchy hydrofobowe wnikają głęboko w warstwę lipidową błony komórkowej bakterii, zmieniając przepuszczalność błony komórkowej, prowadząca do rozerwania bakterii, oprócz ugrupowań hydrofilowych w głąb białka, prowadząca do utraty aktywności enzymatycznej i denaturacji białka, dzięki łącznemu działaniu tych dwóch efektów, co sprawia, że fungicyd ma silne działanie bakteriobójcze.
Jednak ze środowiskowego punktu widzenia surfaktanty te wykazują aktywność hemolityczną i cytotoksyczność, a dłuższy czas kontaktu z organizmami wodnymi i biodegradacja mogą zwiększać ich toksyczność.
3.3 Właściwości antybakteryjne niejonowych środków powierzchniowo czynnych Gemini
Obecnie istnieją dwa rodzaje niejonowych środków powierzchniowo czynnych Gemini, jeden to pochodna cukru, a drugi to eter alkoholowy i eter fenolowy.
Mechanizm przeciwbakteryjny biosurfaktantów pochodzących z cukrów opiera się na powinowactwie cząsteczek, a surfaktanty pochodzące z cukrów mogą wiązać się z błonami komórkowymi, które zawierają dużą liczbę fosfolipidów.Gdy stężenie surfaktantów pochodnych cukru osiągnie określony poziom, zmienia się przepuszczalność błony komórkowej, tworząc pory i kanały jonowe, co wpływa na transport składników odżywczych i wymianę gazową, powodując odpływ zawartości i ostatecznie doprowadzając do śmierci komórki. bakteria.
Mechanizm przeciwbakteryjny eterów fenolowych i alkoholowych środków przeciwdrobnoustrojowych polega na oddziaływaniu na ścianę komórkową lub błonę komórkową i enzymy, blokując funkcje metaboliczne i zaburzając funkcje regeneracyjne.Na przykład leki przeciwdrobnoustrojowe eterów difenylowych i ich pochodnych (fenoli) zanurzone w komórkach bakteryjnych lub wirusowych działają poprzez ścianę komórkową i błonę komórkową, hamując działanie i funkcję enzymów związanych z syntezą kwasów nukleinowych i białek, ograniczając wzrost i reprodukcję bakterii.Paraliżuje również funkcje metaboliczne i oddechowe enzymów w bakteriach, które następnie zawodzą.
3.4 Właściwości antybakteryjne amfoterycznych środków powierzchniowo czynnych Gemini
Amfoteryczne bliźniacze środki powierzchniowo czynne to klasa środków powierzchniowo czynnych, które mają zarówno kationy, jak i aniony w swojej strukturze molekularnej, mogą jonizować w roztworze wodnym i wykazują właściwości anionowych środków powierzchniowo czynnych w jednym środowisku i kationowych środków powierzchniowo czynnych w innym środowisku.Mechanizm hamowania amfoterycznych środków powierzchniowo czynnych przez bakterie nie jest jednoznaczny, ale ogólnie uważa się, że hamowanie może być podobne do działania czwartorzędowych amoniowych środków powierzchniowo czynnych, gdzie środek powierzchniowo czynny jest łatwo adsorbowany na ujemnie naładowanej powierzchni bakterii i zakłóca metabolizm bakterii.
3.4.1 Właściwości przeciwdrobnoustrojowe aminokwasów Gemini Surfactants
Barionowy środek powierzchniowo czynny typu aminokwasu jest kationowym amfoterycznym barionowym środkiem powierzchniowo czynnym złożonym z dwóch aminokwasów, więc jego mechanizm przeciwdrobnoustrojowy jest bardziej podobny do mechanizmu czwartorzędowej soli amoniowej typu barionowego środka powierzchniowo czynnego.Dodatnio naładowana część surfaktantu jest przyciągana do ujemnie naładowanej części powierzchni bakteryjnej lub wirusowej w wyniku oddziaływania elektrostatycznego, a następnie łańcuchy hydrofobowe wiążą się z dwuwarstwą lipidową, prowadząc do wypływu zawartości komórek i lizy aż do śmierci.Ma znaczące zalety w stosunku do czwartorzędowych amoniowych środków powierzchniowo czynnych Gemini: łatwa biodegradowalność, niska aktywność hemolityczna i niska toksyczność, dlatego jest opracowywany pod kątem jego zastosowania, a zakres jego zastosowania jest rozszerzany.
3.4.2 Właściwości antybakteryjne nieaminokwasowych środków powierzchniowo czynnych Gemini
Nieaminokwasowe amfoteryczne środki powierzchniowo czynne Gemini mają powierzchniowo czynne reszty cząsteczkowe zawierające zarówno niejonizujące centra ładunków dodatnich, jak i ujemnych.Głównymi nieaminokwasowymi środkami powierzchniowo czynnymi Gemini są betaina, imidazolina i tlenek aminy.Biorąc za przykład typ betainy, amfoteryczne środki powierzchniowo czynne typu betainy mają w swoich cząsteczkach zarówno grupy anionowe, jak i kationowe, na które sole nieorganiczne nie mają łatwego wpływu i mają działanie powierzchniowo czynne zarówno w roztworach kwaśnych, jak i zasadowych, a mechanizm przeciwdrobnoustrojowy kationowych środków powierzchniowo czynnych Gemini jest następnie w roztworach kwaśnych i anionowych środków powierzchniowo czynnych Gemini w roztworach alkalicznych.Ma również doskonałe właściwości mieszania z innymi rodzajami środków powierzchniowo czynnych.
04 Wnioski i perspektywy
Surfaktanty Gemini są coraz częściej stosowane w życiu ze względu na swoją specjalną strukturę i są szeroko stosowane w dziedzinie sterylizacji antybakteryjnej, produkcji żywności, przeciwpienieniu i hamowaniu pienienia, powolnym uwalnianiu leków i czyszczeniu przemysłowym.Wraz z rosnącym zapotrzebowaniem na ochronę środowiska naturalnego, Gemini Surfactants są stopniowo przekształcane w przyjazne dla środowiska i wielofunkcyjne surfaktanty.Przyszłe badania nad środkami powierzchniowo czynnymi Gemini można prowadzić w następujących aspektach: opracowanie nowych środków powierzchniowo czynnych typu Gemini o specjalnych strukturach i funkcjach, zwłaszcza wzmocnienie badań nad środkami przeciwbakteryjnymi i przeciwwirusowymi;mieszanie ze zwykłymi środkami powierzchniowo czynnymi lub dodatkami w celu wytworzenia produktów o lepszych właściwościach;oraz wykorzystanie tanich i łatwo dostępnych surowców do syntezy przyjaznych dla środowiska środków powierzchniowo czynnych Gemini.
Czas postu: 25 marca 2022 r