可循环利用卤胺型高分子抗菌纳米复合材料的可控制备及生物学效应研究

The former antibacterial agents can not meet the demand of combining efficient sterilization, magnetical separation, and recycling behaviour into one single entity. In this project, a novel recyclable antibacterial nanocomposites PSA@Fe3O4@SiO2-halamine with superparamagnetic and regeneratable antibacterial properties will be developed via the combination of Fe3O4 with polymer halamine..The PSA (styrene - acrylic copolymer nanoparticles) as a template, the Fe3O4 nanoparticles deposited on PSA particle surface by SiO2 coating, in order to improve the stability of magnetic colloidal particles and prevent Fe3O4 nanoparticles reunion. The controllable preparation, biological effect, structure-activity relationship, regeneratable performance, and the antibacterial kinetics during the recycling will be systematically studied. The antibacterial mechanism of PSA@Fe3O4@SiO2-halamine e on the cytomembrane and inside the bacterial cell will be defined via the investigation of the biological effect and structure-activity relationship. The recyclable antibacterial application will be achieved by the synergism of regenratable function and antibacterial kinetics study. This project will provide a new idea and the oretical basis for the recycling of antibacterial nanocomposites, and lay the foundation for practical application.

针对现有抗菌材料在达到高效杀菌的同时却很难实现简易回收以及循环利用的问题，本课题拟开发一种新型可循环利用的卤胺型高分子抗菌纳米复合材料PSA@Fe3O4@SiO2-卤胺。通过Fe3O4纳米粒子与卤胺型抗菌聚合物复合，使该纳米复合材料同时具备超顺磁性和可再生抗菌功能。而引入PSA(苯乙烯-丙烯酸共聚物纳米粒子)作为模板，将Fe3O4纳米粒子沉积于PSA粒子表面再利用SiO2进行包覆，是为了提高磁性胶体粒子稳定性，增强复合材料磁性能，同时防止Fe3O4纳米粒子团聚。继而系统研究纳米复合材料的可控制备、生物学效应及构效关系，确立PSA@Fe3O4@SiO2-卤胺在细菌细胞膜和胞内的作用机制。探究该纳米复合材料在循环过程中的杀菌动力学特性，与材料再生性能相结合，实现纳米复合材料的循环利用。本项目将为卤胺型抗菌纳米复合材料在杀菌领域中的循环利用提供新的思路和理论依据，并为实际应用奠定了理论基础。

本项目开发了一种新型可循环利用的抗菌纳米复合材料Fe3O4@SiO2@N-卤胺，通过Fe3O4与高分子N-卤胺的复合，使该纳米复合材料同时具备超顺磁性和可再生抗菌功能。本项目系统研究了Fe3O4@SiO2@N-卤胺的可控制备、生物学效应、构效关系、再生性能以及在循环利用过程中的杀菌动力学特性。通过探索Fe3O4@SiO2@N-卤胺对常见致病菌的生物学效应与构效关系，确立了Fe3O4@SiO2@N-卤胺在细菌细胞膜和胞内的作用机制。探究Fe3O4@SiO2@N-卤胺在循环过程中的杀菌动力学特性，与材料再生性能相结合，实现了Fe3O4@SiO2@N-卤胺的循环利用。本项目所研制的Fe3O4@SiO2@N-卤胺抗菌纳米复合材料将解决传统抗菌材料很难同时达到高效杀菌、磁分离与循环利用的协同效果。本项目将为抗菌纳米复合材料在杀菌领域中的循环利用提供新的思路和理论依据，并为实际应用奠定了基础。