抗菌膜表面的构建：现状及挑战.pdfVIP

第 31卷 第 3期 膜 科 学 与 技 术 Vo1．31 No．3 2011年 6月 MEM BRANE SCIENCEAND TECHN0L0GY Jun．2011 抗菌膜表面的构建 ：现状与挑战 徐志康 ，王 芳 ，仰云峰 ／ (浙江大学 高分子科学与工程学系，高分子合成与功能构造教育部重点实验室，杭州 310027) 摘 要：总结国内外和本课题组在抗茵膜表面的构建、抗菌机理、应用前景等方面的研究进展 和现状，探讨潜在的问题与挑战． 关键词：膜表面工程；抗茵性能；聚丙烯微滤膜；聚丙烯腈超滤膜；接枝聚合 中图分类号：TQ028．8 文献标识码 ：A 文章编号：1007—8924(2011)03—0069—07 我们 日常生活中所接触的几乎所有物体表面， 包括门把手、水龙头、电梯按钮、甚至你正握着的鼠 标或在读的文章，都聚居着各种微生物．由各种有 害、致病微生物在诸如医疗卫生器材、保健产品、水 纯化系统、食品包装等领域所引起的污染问题正受 到人们极大的关注．与微生物相关的膜生物污染则 是膜科学与技术中的一个永恒的话题． 分离膜材料表面的微生物污染主要包括图1所 图 1 膜表面生物膜形成过程不意 图 Fig．1 Schematicprocessofbiofilm formation 示的3个步骤：(1)细菌吸附到分离膜材料表面并 onmembranesurface 发生黏附；(2)黏附的细菌开始生长、繁殖并分泌胞 防初始黏附；(2)在材料中掺人或在表面固定释放 外聚合物；(3)随着菌落的扩大，胞外聚合物相互黏 型抗菌剂，杀死膜表面附近或黏附于膜表面的细菌； 连，最终在膜材料表面形成一层生物膜 (biofilm)． (3)构建接触杀菌膜表面，杀灭膜表面黏附的细菌． 由胞外聚合物所形成的基质不仅能够有效地促进细 1．1 抗黏附膜表面 菌在膜表面的附着，更为重要的作用是保护细菌免 活细菌在膜材料表面的初始黏附是生物膜形成 受来 自免疫系统和抗菌剂的杀灭作用．对医用膜分 的必要条件．虽然发生黏附的机理尚不明确，但细菌 离材料而言，一旦其表面形成生物膜，将导致使用者 与膜表面之间的非特异性相互作用，包括静电力、范 的持续感染．对工业用膜分离过程而言，细菌则能引 德华力、疏水相互作用等被认为是细菌黏附的主要 起膜表面(尤其是反渗透膜)的生物污染，致使膜分 驱动力．影响这些驱动力大小的因素众多，除了细菌 离效率急剧下降．因此，我们希望构建具有抗菌性能 表面特性与环境因素之外，还有膜材料表面的亲疏 的膜材料表面，以抑制乃至杀灭细菌 (尤其是致病 水性、电荷、表面粗糙度和路易斯酸碱特性等．此外， 菌)，阻止生物膜 的形成． 膜材料表面预先吸附的蛋 白质可以充当与细菌特异 1 抗菌膜表面的构建策略与进展