預防有害微生物貼附及生物膜生成之策略-Catechol chemistry表面修飾
  • 領域:化學工程及製程
  • 研發教師:簡秀紋
  • 技術說明: N-鹵胺化合物可定義為含有一個或多個氮-鹵素(N-X)共價鍵的化合物,可通過醯亞胺(Imine)、醯胺(Amide)或胺基(Amine)形成。當接觸細胞時,氧化態鹵化物會破壞細胞膜進入微生物體內,與微生物體內的蛋白質受體作用,以干擾細胞酶的活性和代謝過程,使得細胞失去活性,因此,對病原體展現出強大的抗菌活性。和傳統的氯氣和無機氧化態鹵素消毒劑(如次氯酸鈉)相比,N-鹵胺化合物毒性較低且穩定性較佳,也比較能維持較長的殺菌效果。最特別的是,當氧化性的鹵素被消耗掉,N-鹵胺可以很容易地通過暴露在家用漂白水進行充電,因此,N-鹵胺具有一種可再生的抗菌特性和活性。
  • 創新特色: 本研究利用仿生貽貝聚多巴胺(Polydopamine)作為黏著劑,在弱鹼性的環境下固定於聚酯纖維表面,形成一種具有高密度胺基群的高分子膜層。我們假設高分子膜層中的胺基藉由次氯酸鈉浸泡,可使胺基轉換成鹵胺,以製備一種可重複利用的抗菌纖維(圖片)。這些氯化後的高分子膜層可在短時間內對金黃色葡萄球菌(S. aureus)和大腸桿菌(E. coli)展現出傑出的抗菌活性。此外,經過10次的反覆淬滅後,仍有高的殺菌能力。
    相對於先前的研究多以複雜且有毒的溶劑進行合成反應,本研究所設計之抗菌材料是以環境友善的條件來製備抗菌纖維,不僅製程簡單、快速,且具有高效的抗菌效果及再利用性,因此具有極大的潛力作為生化/環境保護的材料。本研究刊登於European Polymer Journal (2020) 及Langmuir (2021)。

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