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近期，RUDN大學(xué)的一位化學(xué)家和同事開發(fā)了兩種基于新型銀離子配位聚合物涂層，對四種常見病原體抗菌率高達(dá)99.99%，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在ACS Appl. Mater. Interfaces上。

生物膜是微生物生長的最常見形式，可以在環(huán)境和動物(包括人類)的許多不同界面上生長。生物膜形成指的是一種受保護(hù)的生長模式，它允許微生物通過自制高分子基質(zhì)在惡劣的環(huán)境中生存和繁殖。由于這種受保護(hù)的生活方式，生物膜中的細(xì)菌對抗生素和抗菌素更有抵抗力，經(jīng)常導(dǎo)致持續(xù)感染。除了生物膜問題之外，多重耐藥細(xì)菌的不斷出現(xiàn)是目前世界范圍內(nèi)的主要公共衛(wèi)生問題之一。因此，不僅需要開發(fā)新的更有效的抗生素，還需要具有生物活性的功能材料，以防止細(xì)菌的積累和生物膜在其表面的生長。

近年來，由于生物活性金屬有機(jī)框架(bioMOFs)或配位聚合物(CPs)可以將生物活性金屬中心與具有公認(rèn)抗菌功能的生物活性配體和/或客體分子結(jié)合在一起，因此用于多種抗菌應(yīng)用的生物活性金屬框架或配位聚合物的研究得到了越來越多的發(fā)展。在多種bioMOFs和CPs中，基于銀的化合物受到特別關(guān)注，因?yàn)檫@種金屬對動物細(xì)胞的毒性相對較低，因此設(shè)計(jì)開發(fā)基于銀配位化合物并探索其生物活性至關(guān)重要。作為一種抗菌金屬，銀納米顆粒和銀離子具有很好的殺菌效果。另一方面，CPs作為抗菌材料的可行應(yīng)用要求有容易的合成程序，最好是基于一鍋?zhàn)越M裝方法，使用簡單的金屬前體和各種商業(yè)上可獲得的化學(xué)品作為構(gòu)筑基元。基于此，研究者重點(diǎn)關(guān)注設(shè)計(jì)新型銀(I) 配位聚合物，并將其作為抗菌添加劑用于生產(chǎn)可生物降解生物聚合物和/或包裝涂料。在這方面，環(huán)氧大豆油丙烯酸酯(ESOA)是一種從大豆油中提取的環(huán)境友好型生物基塑料，可作為基體樹脂。

因此，研究者用硝酸銀和三聚氰胺酸來合成銀基配位聚合物。該聚合物通過自組裝獲得，即循環(huán)組分自身相互作用形成一種模式，然后將其添加到大豆油基質(zhì)中。目前，研究者用不同濃度的配位聚合物-0.05%，0.1%和0.5%創(chuàng)建了三種類型的膜。進(jìn)一步，研究者們測試了這種細(xì)菌是否能在涂有新聚合物的表面上形成生物膜。在實(shí)驗(yàn)中，他們使用了四種可以在人體中形成生物膜并導(dǎo)致疾病的病原體。表皮葡萄球菌引起膿毒癥、心內(nèi)膜炎、結(jié)膜炎，金黃色葡萄球菌引起幾乎所有器官和組織的化膿性炎癥，銅綠假單胞菌是人類醫(yī)院感染的病原體，而大多數(shù)無害的大腸桿菌有時(shí)可引起嚴(yán)重的食物中毒。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，新型配位聚合物似乎對四種細(xì)菌都有效（圖1）。其抗菌效果取決于聚合物濃度。神奇的是，其中含有0.05%的活性聚合物的涂層——可以消滅所有四種細(xì)菌中99.99%的細(xì)菌。

圖1：用不同濃度(0.05、0.1、0.5%)AgNO3摻雜的[ESOA]n膜的抗菌膜活性(AgNO3@[ESOA]n)和CPs 1 (1@[ESOA]n)和2 (2@[ESOA]n)對革蘭氏陰性(P. aeruginosa和E. coli)和革蘭氏陽性(金黃色葡萄球菌和表皮葡萄球菌)。

RUDN聯(lián)合化學(xué)研究所副研究員Alexander Kirillov博士說:“我們開發(fā)了一種合成策略，并描述了兩種新型基于銀的生物活性配位聚合物的結(jié)構(gòu)特性。我們將這些化合物丙烯酸環(huán)氧大豆油固定化，并創(chuàng)造了一種用于抗菌用途的混合材料。們的工作打開了CP-摻雜的生物聚合物的抗菌膜應(yīng)用，為功能生物材料的設(shè)計(jì)提供了新的前景和非常有前途的結(jié)果。”