基于重力驱动液滴定向运输的主动式抗细菌黏附及抗菌研究

作     者：华子浛 秦祖赠 林璟 刘自力 Hua Zihan;Qin Zuzeng;Lin Jing;Liu Zili

作者机构：广西大学化学化工学院广西南宁530004 广州大学化学化工学院广东广州510006 

出 版 物：《广东化工》 (Guangdong Chemical Industry)

年 卷 期：2024年第51卷第9期

页      面：34-37页

学科分类：0817[工学-化学工程与技术] 08[工学] 

主　　题：抗细菌黏附 重力驱动 液滴定向运输 杀菌 

摘      要：有害细菌黏附在各种材料表面会时刻危害着人类生命健康,每年为应对有害细菌黏附所付出的经济成本数以亿计。黏附在材料表面的细菌最终将形成难以清除的生物膜,预防细菌在初始阶段的黏附可以显著减少生物膜的形成,这是应对细菌黏附的有效途径。迄今为止,预防细菌的初始黏附所采用的手段包括超疏水表面、超亲水表面、润滑表面和智能响应型防黏附表面等。但上述提到的绝大多数抗细菌黏附手段属于静态的被动式抗细菌黏附策略,本研究提出了一种基于重力驱动实现液滴定向运输的主动式抗细菌黏附策略,并且结合银纳米粒子负载的杀菌区构建了一种新型主动式抗细菌黏附系统。通过实验探究了微坡高度、倾角与液滴运动的关系,并得到了最优条件。动态抗细菌黏附测试发现对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗黏附率高达99.71%和98.79%,具有良好的主动抗细菌黏附效果,验证了重力驱动细菌液滴定向运输主动式抗细菌黏附策略的有效性。末端杀菌区不但具有良好的被动抗黏附效果,并且可以有效地杀死运动至杀菌区的细菌液滴,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率高达100%和100%。本研究提出的基于重力驱动实现液滴定向运输的主动式抗细菌黏附策略的抗黏附效果显著,构建的整个新型主动式抗细菌黏附系统具有良好的抗细菌黏附和杀菌能力,为应对细菌黏附提供了一种全新的策略,在生物医学、微流控技术和工业生产等领域具有重要的应用前景。