80电影天堂网,少妇高潮一区二区三区99,jαpαnesehd熟女熟妇伦,无码人妻精品一区二区蜜桃网站

  “不良”細(xì)菌微生物的黏附危害是化學(xué)化工工業(yè)、食品工業(yè)、臨床醫(yī)學(xué)、生物醫(yī)用材料、生化工程、海洋船舶防腐防污、工業(yè)和飲用水安全等研究和應(yīng)用領(lǐng)域中涉及的一個(gè)具有共性的、基礎(chǔ)性和普遍性的重大問題，為此科學(xué)家們通過構(gòu)筑和調(diào)控接觸或釋放型抗菌、超疏水和超親水超潤濕表面等防細(xì)菌黏附科學(xué)方法和戰(zhàn)略實(shí)現(xiàn)在基底表面防細(xì)菌等微生物的黏附，以防止生物膜的形成，近年來取得了很大的進(jìn)步！

  廣州大學(xué)林璟副教授團(tuán)隊(duì)在前期研究中突破了在粗糙和多微孔結(jié)構(gòu)表面抗黏附欠缺的難題，該研究成果報(bào)道在美國化學(xué)學(xué)會(huì)《ACS Applied Materials & Interfaces》期刊上Durably Antibacterial and Bacterially Antiadhesive Cotton Fabrics Coated by Cationic Fluorinated Polymers， ACS Applied Materials & Interfaces, 2018,10(7):6124–6136，并入選為ESI高被引論文和熱點(diǎn)論文。課題組在長(zhǎng)期的研究積累中發(fā)現(xiàn)：通常采用主動(dòng)攻擊（殺滅細(xì)菌）和被動(dòng)防御（抵抗或排斥細(xì)菌附著）兩種抗生物膜策略，在指定的材料表面進(jìn)行修飾，如原位表面官能化、衍生化、聚合接枝或結(jié)構(gòu)化修飾等方法構(gòu)筑防黏附抗生物膜表面，此類方法在現(xiàn)有異形設(shè)備和特定潤濕性需求方面受到了限制。為此，研究此法并不局限于指定的材料表面，也并不限制其表面單一的潤濕性，具有較強(qiáng)的通用性。研究成果發(fā)表在英國皇家化學(xué)會(huì)的國際權(quán)威期刊《JMCA》上，A new anti-biofilm strategy of enabling arbitrary surfaces of materials and devices with robust bacterial anti-adhesion via spraying modified microspheres method，Journal of Materials Chemistry A, 2019, DOI: 10.1039/C9TA07236E.

  如圖1所示，提出了一種抗黏附防生物膜新策略，通過在任意材料和設(shè)備表面簡(jiǎn)易噴涂自制功能微球，可實(shí)現(xiàn)構(gòu)筑具有抗菌和防粘附性的表面，防止生物膜的形成。這一策略和發(fā)現(xiàn)為抗生物膜的設(shè)計(jì)開辟了新的途徑。

圖1一種抗黏附防生物膜新策略

  所提自制功能性微球如圖2所示，成功合成出了可控尺度的2微米的親水型MPS/Ag功能微球，其表面接枝了具有抗菌鰲合親水型聚合物，微球的抗菌率達(dá)到99.9%以上。

圖2（a）HPS，MPS-2/Ag_0.1，MPS-2/Ag_0.3，MPS-2/Ag_0.6和MPS-2/Ag_0.9的SEM圖。（b）ICP-AES圖（HPS，MPS-2/Ag_0.1，MPS-2/Ag_0.3，MPS-2/Ag_0.6和MPS-2/Ag_0.9納米銀含量）（c）HPS，MPS-2/Ag_0.1，MPS-2/Ag_0.3，MPS-2/Ag_0.6和MPS-2/Ag_0.9的抗菌率。（d）抗菌微球（空白，HPS，MPS-2/Ag_0.1，MPS-2/Ag_0.3，MPS-2/Ag_0.6和MPS-2/Ag_0.9）的金黃色葡萄球菌和大腸桿菌熒光顯微鏡圖。

  利用微球噴涂于各類材料基底上，可構(gòu)筑親水型防細(xì)菌黏附表面，并達(dá)到98%以上的抗黏附率，可廣泛應(yīng)用于金屬、玻璃、過濾紙、木頭、紙張，尿不濕，襪子等親水型表面。研究結(jié)果表明：通過調(diào)節(jié)PEGMA可實(shí)現(xiàn)不同潤濕性和防細(xì)菌黏附性的調(diào)控，隨著接枝PEGMA的提高，親水性和水下疏油性提高，并首次通過分子模擬（MD simulation）闡述水化層對(duì)于親水表面防細(xì)菌黏附的內(nèi)在機(jī)制（如圖3所示）。

圖3(a)親水型表面(10％，30％和60％PEGMA)的防細(xì)菌黏附率和水接觸角。(b)不同樣品(對(duì)照，H-1，H-2和H-3)上黏附的大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的SEM圖。(c)親水型表面的OCA和UWOCA(10％，30％和60％PEGMA)。MD模擬：無水條件下的苯-PEGMA(d)結(jié)構(gòu)和(e)有水條件下的苯-PEGMA形成的水化層結(jié)構(gòu)。(黃色，H₂O的O原子；綠色，苯的C原子；灰色，PEGMA的C原子；紅色，PEGMA的O原子；白色，H原子)。

  為了突破特定潤濕性的限制，噴涂修飾氟硅烷可實(shí)現(xiàn)超親水表面向超疏水表面的轉(zhuǎn)換，研究結(jié)果表明：隨著噴涂氟硅烷含量的提高，表面的疏水性能大大提高（如圖4所示），有趣的是超疏水表面的防細(xì)菌黏附性能優(yōu)于超親水表面，結(jié)果分析得知其排斥機(jī)理起到了至關(guān)重要的作用�？蓮V泛應(yīng)用于疏水型聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯塑料、硅膠、橡膠、或需求疏水型的金屬、織物衣物、雨傘布等各類表面。

圖4(a)不同的疏水型MPS/Ag樣品(空白，F(xiàn)-1，F(xiàn)-2，F(xiàn)-3和F-4)上黏附的大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的SEM圖。(b)空白和F-4處理過的表面的AFM圖。(c)疏水型F-1，F(xiàn)-2，F(xiàn)-3和F-4的防細(xì)菌黏附率。(d)F-4的SEM-EDX結(jié)果。(e)疏水型F-1，F(xiàn)-2，F(xiàn)-3和F-4的WCA，OCA和表面能。

  為了進(jìn)一步考察抗黏附防生物膜戰(zhàn)略的應(yīng)用性和普適性，通過在不銹鋼板、聚丙烯塑料、鋁片、硅膠板、鈦板、PVDF膜、織物等十種不同性質(zhì)的材料進(jìn)行了的應(yīng)用。對(duì)各類細(xì)菌液滴（含有細(xì)菌的綠茶、牛奶、可樂、咖啡、和動(dòng)物血液）都可達(dá)到很好的排斥性和抗黏附性，（如圖5所示）。

圖5(a)20μL 10⁸CFU mL^-1的不同細(xì)菌懸浮液滴的實(shí)物圖(水(1)，咖啡(2)，牛奶(3)，可樂(4），茶(5)和動(dòng)物血(6) )放置在未經(jīng)處理和經(jīng)MPS-2/Ag_0.9處理的基材（不銹鋼，鋁，PP和PDMS板材)上。(b)浸入染色水中的未經(jīng)處理和處理過的不銹鋼的自清潔過程。(c)在超疏水型防細(xì)菌黏附MPS-2/Ag_0.9表面上的細(xì)菌水懸浮液滴的滑動(dòng)過程的照片，水的滑動(dòng)角為9°。(d)超疏水型細(xì)菌防黏附表面和空白細(xì)菌水懸浮液液滴的滑動(dòng)過程的真實(shí)照片和SEM圖，以及潤濕狀態(tài)模型。(e)在空氣中和水下使用多種油(花生油，二碘甲烷和礦物油)的OCA和UWOCA。

  且耐久性測(cè)試表明：引入的環(huán)氧樹脂固化體系增強(qiáng)了微球與材料表面之間的鍵合力，使表面擁有極強(qiáng)的耐機(jī)械性能（機(jī)械摩擦和沖擊）和化學(xué)腐蝕（pH=1, pH=14, NaCl=1mol/L）性能，即使在嚴(yán)苛的測(cè)試環(huán)境下，構(gòu)筑的超疏水防細(xì)菌表面仍然能保持其優(yōu)異的抗菌和防細(xì)菌黏附性能（如圖6所示）。

圖6(a-b)在耐磨測(cè)試期間超疏水型抗菌和防細(xì)菌黏附表面的機(jī)械耐久性。在整個(gè)磨損測(cè)試過程中，實(shí)物圖(a）以及SEM圖和WCA發(fā)生變化(b)。(c-d）沖擊試驗(yàn)之前(c)，之后(d)的SEM圖和WCA圖像。(e-g)處理過的表面浸入酸性(e)，堿性(f)和NaCl鹽溶液(g)中時(shí)的耐化學(xué)性能測(cè)試。經(jīng)過各種耐久性測(cè)試后，超疏水型表面抗菌(h)和防細(xì)菌黏附率(i)變化。耐久性的抗菌和防細(xì)菌黏附表面的鍵合作用示意圖(j)。

  此外，分析提出了抗菌有機(jī)季銨鹽（QAS）組分的接觸型和無機(jī)納米銀釋放型協(xié)同作用殺菌機(jī)理模型，陽離子QAS可通過烷基分子鏈的親脂特性伸展進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞膜，并擾亂細(xì)菌內(nèi)部電荷分布?xì)⑺兰?xì)菌；且納米銀的納米尺度效應(yīng)以及釋放出來的活性氧和銀離子抑制細(xì)菌內(nèi)部的酶、蛋白活性，破壞三磷酸腺苷的產(chǎn)生和DNA的復(fù)制，從而破壞細(xì)菌的代謝與增殖最終導(dǎo)致細(xì)菌死亡。

圖7(a)抗菌MPS / Ag表面的抗菌作用模型。(b)和(c)對(duì)照組的金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的TEM圖; (d)和(e)處理24小時(shí)后金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的TEM圖。

  同時(shí)，進(jìn)一步提出親水表面水化層機(jī)理和仿生荷葉疏水潤濕界面空氣層對(duì)于防細(xì)菌黏附的機(jī)理（如圖8所示），對(duì)于親水防黏附表面，表面的親水組分PEGMA分子鏈吸附細(xì)菌環(huán)境中的水分子形成水化層具有阻隔效應(yīng)，從而阻隔細(xì)菌的黏附，并且很容易在流體中將可能黏附到的細(xì)菌脫附。對(duì)于超疏水防黏附表面，構(gòu)筑的MPS/Ag微納結(jié)構(gòu)表面協(xié)同接枝自組裝的氟硅烷低表面能分子鏈，在固液氣三相界面捕獲空氣形成空氣層并處于Cassie-Baxter狀態(tài)，具有排斥效應(yīng)，其獨(dú)特的荷葉效應(yīng)、超疏水水下疏油特性很好的防止了細(xì)菌的黏附。

圖8超親水性(a)和超疏水性(b)細(xì)菌防細(xì)菌黏附機(jī)理模型。

  以上研究成果以《A new anti-biofilm strategy of enabling arbitrary surfaces of materials and devices with robust bacterial anti-adhesion via spraying modified microspheres method》為題在國際權(quán)威材料化學(xué)類期刊Journal of Materials Chemistry A (2019, DOI: 10.1039/C9TA07236E)上發(fā)表。該論文第一作者為胡杰濤（碩士），第一單位第一通訊作者為林璟（副教授），合作單位：華南理工大學(xué)/廣州大學(xué)喬智威教授（共同通訊），美國田納西大學(xué)郭占虎教授（共同通訊）。歡迎各位同仁交流和合作！

  論文鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2019/ta/c9ta07236e#!divAbstract