Bài viết này tập trung vào cơ chế kháng khuẩn của Gemini Surfactants, được cho là có hiệu quả trong việc tiêu diệt vi khuẩn và có thể giúp ích phần nào trong việc làm chậm sự lây lan của các loại vi-rút Corona mới.
Chất hoạt động bề mặt, là sự rút gọn của các cụm từ Surface, Active và Agent. Chất hoạt động bề mặt là những chất hoạt động trên bề mặt và bề mặt tiếp xúc, có khả năng và hiệu quả rất cao trong việc giảm sức căng bề mặt (ranh giới), hình thành các tổ hợp có trật tự phân tử trong dung dịch trên một nồng độ nhất định và do đó có nhiều chức năng ứng dụng. Chất hoạt động bề mặt có khả năng phân tán, thấm ướt, nhũ hóa và chống tĩnh điện tốt, đã trở thành nguyên liệu chính cho sự phát triển của nhiều lĩnh vực, trong đó có lĩnh vực hóa chất tinh khiết, góp phần đáng kể trong việc cải tiến quy trình, giảm tiêu thụ năng lượng và tăng hiệu quả sản xuất. . Với sự phát triển của xã hội và sự tiến bộ không ngừng của trình độ công nghiệp thế giới, việc ứng dụng chất hoạt động bề mặt đã dần lan rộng từ hóa chất sử dụng hàng ngày sang các lĩnh vực khác nhau của nền kinh tế quốc dân, như chất kháng khuẩn, phụ gia thực phẩm, lĩnh vực năng lượng mới, xử lý chất ô nhiễm và dược phẩm sinh học.
Các chất hoạt động bề mặt thông thường là các hợp chất "lưỡng tính" bao gồm các nhóm ưa nước có cực và các nhóm kỵ nước không phân cực, và cấu trúc phân tử của chúng được thể hiện trong Hình 1(a).
Hiện nay, với sự phát triển của quá trình sàng lọc và hệ thống hóa trong ngành sản xuất, nhu cầu về đặc tính bề mặt trong quá trình sản xuất ngày càng tăng nên việc tìm kiếm và phát triển các chất hoạt động bề mặt có đặc tính bề mặt cao hơn và có cấu trúc đặc biệt là rất quan trọng. Việc phát hiện ra Chất hoạt động bề mặt Gemini đã thu hẹp những khoảng trống này và đáp ứng các yêu cầu của sản xuất công nghiệp. Chất hoạt động bề mặt Gemini phổ biến là một hợp chất có hai nhóm ưa nước (thường là ion hoặc không ion với đặc tính ưa nước) và hai chuỗi alkyl kỵ nước.
Như được hiển thị trong Hình 1(b), trái ngược với các chất hoạt động bề mặt chuỗi đơn thông thường, Chất hoạt động bề mặt Gemini liên kết hai nhóm ưa nước với nhau thông qua một nhóm liên kết (miếng đệm). Nói tóm lại, cấu trúc của chất hoạt động bề mặt Gemini có thể được hiểu là được hình thành bằng cách liên kết khéo léo hai nhóm đầu ưa nước của chất hoạt động bề mặt thông thường với nhau bằng một nhóm liên kết.
Cấu trúc đặc biệt của Chất hoạt động bề mặt Gemini dẫn đến hoạt động bề mặt cao, chủ yếu là do:
(1) tác dụng kỵ nước được tăng cường của hai chuỗi đuôi kỵ nước của phân tử Chất hoạt động bề mặt Gemini và xu hướng gia tăng của chất hoạt động bề mặt rời khỏi dung dịch nước.
(2) Xu hướng các nhóm đầu ưa nước tách ra khỏi nhau, đặc biệt là các nhóm đầu ion do lực đẩy tĩnh điện, bị suy yếu đáng kể do ảnh hưởng của miếng đệm;
(3) Cấu trúc đặc biệt của Chất hoạt động bề mặt Gemini ảnh hưởng đến hành vi kết tụ của chúng trong dung dịch nước, tạo cho chúng hình thái tập hợp phức tạp hơn và thay đổi hơn.
Chất hoạt động bề mặt Gemini có hoạt tính bề mặt (ranh giới) cao hơn, nồng độ mixen tới hạn thấp hơn, độ thấm ướt, khả năng nhũ hóa và khả năng kháng khuẩn tốt hơn so với các chất hoạt động bề mặt thông thường. Do đó, việc phát triển và sử dụng Chất hoạt động bề mặt Gemini có ý nghĩa rất lớn đối với việc phát triển và ứng dụng chất hoạt động bề mặt.
“Cấu trúc lưỡng tính” của các chất hoạt động bề mặt thông thường mang lại cho chúng những đặc tính bề mặt độc đáo. Như được hiển thị trong Hình 1 (c), khi một chất hoạt động bề mặt thông thường được thêm vào nước, nhóm đầu ưa nước có xu hướng hòa tan bên trong dung dịch nước và nhóm kỵ nước ức chế sự hòa tan của phân tử chất hoạt động bề mặt trong nước. Dưới tác dụng kết hợp của hai xu hướng này, các phân tử chất hoạt động bề mặt được làm giàu ở bề mặt phân cách khí-lỏng và trải qua sự sắp xếp có trật tự, do đó làm giảm sức căng bề mặt của nước. Không giống như các chất hoạt động bề mặt thông thường, Chất hoạt động bề mặt Gemini là "chất điều chỉnh độ sáng" liên kết các chất hoạt động bề mặt thông thường với nhau thông qua các nhóm đệm, có thể làm giảm sức căng bề mặt của nước và sức căng bề mặt dầu/nước hiệu quả hơn. Ngoài ra, Chất hoạt động bề mặt Gemini có nồng độ mixen tới hạn thấp hơn, khả năng hòa tan trong nước tốt hơn, nhũ hóa, tạo bọt, làm ướt và kháng khuẩn.
| Giới thiệu chất hoạt động bề mặt Gemini Năm 1991, Menger và Littau [13] đã điều chế chất hoạt động bề mặt chuỗi bis-alkyl đầu tiên có nhóm liên kết cứng và đặt tên là "chất hoạt động bề mặt Gemini". Trong cùng năm đó, Zana và cộng sự [14] lần đầu tiên đã chuẩn bị một loạt Chất hoạt động bề mặt Gemini muối amoni bậc bốn và nghiên cứu một cách có hệ thống các đặc tính của loạt Chất hoạt động bề mặt Gemini muối amoni bậc bốn này. 1996, các nhà nghiên cứu đã khái quát và thảo luận về hành vi bề mặt (ranh giới), tính chất kết tụ, tính lưu biến của dung dịch và hành vi pha của các Chất hoạt động bề mặt Gemini khác nhau khi kết hợp với các chất hoạt động bề mặt thông thường. Năm 2002, Zana [15] đã nghiên cứu ảnh hưởng của các nhóm liên kết khác nhau đến hành vi kết tụ của Chất hoạt động bề mặt Gemini trong dung dịch nước, một công trình đã thúc đẩy đáng kể sự phát triển của chất hoạt động bề mặt và có ý nghĩa rất lớn. Sau đó, Qiu và cộng sự [16] đã phát minh ra một phương pháp mới để tổng hợp các chất hoạt động bề mặt Gemini có chứa các cấu trúc đặc biệt dựa trên cetyl bromide và 4-amino-3,5-dihydroxymethyl-1,2,4-triazole, làm phong phú thêm phương pháp sản xuất. Tổng hợp chất hoạt động bề mặt Gemini. |
Nghiên cứu về chất hoạt động bề mặt Gemini ở Trung Quốc bắt đầu muộn; vào năm 1999, Jianxi Zhao từ Đại học Phúc Châu đã thực hiện đánh giá có hệ thống các nghiên cứu nước ngoài về Chất hoạt động bề mặt Gemini và thu hút sự chú ý của nhiều tổ chức nghiên cứu ở Trung Quốc. Sau đó, hoạt động nghiên cứu về chất hoạt động bề mặt Gemini ở Trung Quốc bắt đầu nở rộ và đạt được nhiều kết quả tốt đẹp. Trong những năm gần đây, các nhà nghiên cứu đã cống hiến hết mình cho việc phát triển các Chất hoạt động bề mặt Gemini mới và nghiên cứu các đặc tính hóa lý liên quan của chúng. Đồng thời, ứng dụng của Gemini Surfactants dần được phát triển trong các lĩnh vực khử trùng và kháng khuẩn, sản xuất thực phẩm, khử bọt và ức chế bọt, giải phóng thuốc chậm và làm sạch công nghiệp. Dựa trên việc các nhóm ưa nước trong phân tử chất hoạt động bề mặt có tích điện hay không và loại điện tích mà chúng mang theo, Chất hoạt động bề mặt Gemini có thể được chia thành các loại sau: Chất hoạt động bề mặt Gemini, anion, không ion và lưỡng tính. Trong số đó, Chất hoạt động bề mặt Gemini cation thường đề cập đến Chất hoạt động bề mặt Gemini bậc bốn hoặc muối amoni, Chất hoạt động bề mặt Gemini anion chủ yếu đề cập đến Chất hoạt động bề mặt Gemini có nhóm ưa nước là axit sulfonic, phốt phát và axit cacboxylic, trong khi Chất hoạt động bề mặt Gemini không ion chủ yếu là Chất hoạt động bề mặt Gemini polyoxyetylen.
1.1 Chất hoạt động bề mặt cation Gemini
Chất hoạt động bề mặt cation Gemini có thể phân ly các cation trong dung dịch nước, chủ yếu là muối amoni và muối amoni bậc bốn. Chất hoạt động bề mặt Cationic Gemini có khả năng phân hủy sinh học tốt, khả năng khử nhiễm mạnh, tính chất hóa học ổn định, độc tính thấp, cấu trúc đơn giản, dễ tổng hợp, dễ tách và tinh chế, đồng thời có đặc tính diệt khuẩn, chống ăn mòn, chống tĩnh điện và mềm mại.
Các chất hoạt động bề mặt Gemini dựa trên muối amoni bậc bốn thường được điều chế từ các amin bậc ba bằng phản ứng alkyl hóa. Có hai phương pháp tổng hợp chính như sau: một là phương pháp bậc bốn các ankan được thế dibromo và các amin bậc ba alkyl dimethyl chuỗi dài đơn; cách khác là bậc bốn các ankan chuỗi dài được thay thế 1-bromo và N,N,N',N'-tetramethyl alkyl diamines bằng etanol khan làm dung môi và hồi lưu nhiệt. Tuy nhiên, các ankan được thay thế bằng dibromo đắt hơn và thường được tổng hợp bằng phương pháp thứ hai và phương trình phản ứng được thể hiện trên Hình 2.
1.2 Chất hoạt động bề mặt Anion Gemini
Chất hoạt động bề mặt Anion Gemini có thể phân ly các anion trong dung dịch nước, chủ yếu là sulfonate, muối sunfat, cacboxylat và muối photphat loại Chất hoạt động bề mặt Gemini. Chất hoạt động bề mặt anion có các đặc tính tốt hơn như khử nhiễm, tạo bọt, phân tán, nhũ hóa và làm ướt, và được sử dụng rộng rãi làm chất tẩy rửa, chất tạo bọt, chất làm ướt, chất nhũ hóa và chất phân tán.
1.2.1 Sulfonat
Các chất hoạt động bề mặt sinh học gốc sulfonate có ưu điểm là hòa tan trong nước tốt, độ ẩm tốt, chịu nhiệt độ và muối tốt, chất tẩy rửa tốt và khả năng phân tán mạnh, và chúng được sử dụng rộng rãi làm chất tẩy rửa, chất tạo bọt, chất làm ướt, chất nhũ hóa và chất phân tán trong dầu mỏ, ngành dệt may và hóa chất sử dụng hàng ngày vì nguồn nguyên liệu thô tương đối rộng, quy trình sản xuất đơn giản và chi phí thấp. Li và cộng sự đã tổng hợp một loạt chất hoạt động bề mặt Gemini của axit dialkyl disulfonic (2Cn-SCT), một chất hoạt động bề mặt baryonic loại sulfonate điển hình, sử dụng trichloramine, aliphatic amin và taurine làm nguyên liệu thô trong phản ứng ba bước.
1.2.2 Muối sunfat
Chất hoạt động bề mặt kép muối este sunfat có ưu điểm là sức căng bề mặt cực thấp, hoạt tính bề mặt cao, hòa tan trong nước tốt, nguồn nguyên liệu thô rộng và tổng hợp tương đối đơn giản. Nó cũng có hiệu suất rửa và tạo bọt tốt, hoạt động ổn định trong nước cứng và muối este sunfat trung tính hoặc hơi kiềm trong dung dịch nước. Như được hiển thị trong Hình 3, Sun Dong và cộng sự đã sử dụng axit lauric và polyethylen glycol làm nguyên liệu chính và bổ sung các liên kết este sunfat thông qua các phản ứng thay thế, este hóa và cộng, từ đó tổng hợp chất hoạt động bề mặt baryonic loại muối sunfat-GA12-S-12.
1.2.3 Muối axit cacboxylic
Chất hoạt động bề mặt Gemini gốc carboxylate thường nhẹ, màu xanh lá cây, dễ phân hủy sinh học và có nguồn nguyên liệu tự nhiên phong phú, đặc tính chelat kim loại cao, khả năng chống nước cứng tốt và phân tán xà phòng canxi, đặc tính tạo bọt và làm ướt tốt, được sử dụng rộng rãi trong dược phẩm, dệt may, hóa chất tốt và các lĩnh vực khác. Việc đưa các nhóm amide vào các chất hoạt động bề mặt sinh học dựa trên carboxylate có thể tăng cường khả năng phân hủy sinh học của các phân tử chất hoạt động bề mặt và cũng làm cho chúng có đặc tính làm ướt, nhũ hóa, phân tán và khử nhiễm tốt. Mei và cộng sự đã tổng hợp chất hoạt động bề mặt baryonic CGS-2 dựa trên carboxylate có chứa các nhóm amide sử dụng dodecylamine, dibromoethane và succinic anhydride làm nguyên liệu thô.
1.2.4 Muối photphat
Chất hoạt động bề mặt Gemini loại muối este photphat có cấu trúc tương tự như phospholipid tự nhiên và dễ hình thành các cấu trúc như mixen đảo ngược và túi. Chất hoạt động bề mặt Gemini loại muối este photphat đã được sử dụng rộng rãi làm chất chống tĩnh điện và chất tẩy rửa, trong khi đặc tính nhũ hóa cao và độ kích ứng tương đối thấp đã dẫn đến việc chúng được sử dụng rộng rãi trong chăm sóc da cá nhân. Một số este photphat nhất định có thể chống ung thư, chống khối u và kháng khuẩn, và hàng chục loại thuốc đã được phát triển. Chất hoạt động bề mặt sinh học dạng muối este photphat có đặc tính nhũ hóa cao đối với thuốc trừ sâu và có thể được sử dụng không chỉ làm chất kháng khuẩn và thuốc trừ sâu mà còn làm thuốc diệt cỏ. Zheng và cộng sự đã nghiên cứu tổng hợp muối photphat este Gemini Chất hoạt động bề mặt từ P2O5 và diol oligomeric gốc ortho-quat, có tác dụng làm ướt tốt hơn, đặc tính chống tĩnh điện tốt và quy trình tổng hợp tương đối đơn giản với điều kiện phản ứng nhẹ. Công thức phân tử của chất hoạt động bề mặt muối kali photphat baryonic được thể hiện trong Hình 4.
1.3 Chất hoạt động bề mặt Gemini không ion
Chất hoạt động bề mặt không ion không thể phân ly trong dung dịch nước và tồn tại ở dạng phân tử. Loại chất hoạt động bề mặt baryonic này cho đến nay ít được nghiên cứu và có hai loại, một loại là dẫn xuất đường và loại còn lại là rượu ete và phenol ete. Chất hoạt động bề mặt không ion Gemini không tồn tại ở trạng thái ion trong dung dịch nên có độ ổn định cao, không dễ bị ảnh hưởng bởi các chất điện ly mạnh, có khả năng tạo phức tốt với các loại chất hoạt động bề mặt khác và có độ hòa tan tốt. Do đó, chất hoạt động bề mặt không ion có nhiều đặc tính khác nhau như chất tẩy rửa tốt, khả năng phân tán, nhũ hóa, tạo bọt, khả năng thấm ướt, đặc tính chống tĩnh điện và khử trùng, và có thể được sử dụng rộng rãi trong các khía cạnh khác nhau như thuốc trừ sâu và chất phủ. Như được minh họa trong Hình 5, vào năm 2004, FitzGerald và cộng sự đã tổng hợp các Chất hoạt động bề mặt Gemini (chất hoạt động bề mặt không chứa ion) dựa trên polyoxyethylene, có cấu trúc được biểu thị là (Cn-2H2n-3CHCH2O(CH2CH2O)mH)2(CH2)6 (hoặc GemnEm).
02 Tính chất lý hóa của chất hoạt động bề mặt Gemini
2.1 Hoạt động của chất hoạt động bề mặt Song Tử
Cách đơn giản và trực tiếp nhất để đánh giá hoạt động bề mặt của chất hoạt động bề mặt là đo sức căng bề mặt của dung dịch nước. Về nguyên tắc, chất hoạt động bề mặt làm giảm sức căng bề mặt của dung dịch bằng cách sắp xếp có định hướng trên mặt phẳng bề mặt (ranh giới) (Hình 1(c)). Nồng độ mixen tới hạn (CMC) của Chất hoạt động bề mặt Gemini nhỏ hơn hai bậc độ lớn và giá trị C20 thấp hơn đáng kể so với các chất hoạt động bề mặt thông thường có cấu trúc tương tự. Phân tử chất hoạt động bề mặt baryonic sở hữu hai nhóm ưa nước giúp nó duy trì khả năng hòa tan trong nước tốt trong khi có chuỗi dài kỵ nước. Ở bề mặt tiếp xúc nước/không khí, các chất hoạt động bề mặt thông thường được sắp xếp lỏng lẻo do hiệu ứng cản vị trí không gian và lực đẩy của các điện tích đồng nhất trong phân tử, do đó làm suy yếu khả năng giảm sức căng bề mặt của nước. Ngược lại, các nhóm liên kết của Chất hoạt động bề mặt Gemini được liên kết cộng hóa trị nên khoảng cách giữa hai nhóm ưa nước được giữ trong một phạm vi nhỏ (nhỏ hơn nhiều so với khoảng cách giữa các nhóm ưa nước của chất hoạt động bề mặt thông thường), dẫn đến hoạt động của Chất hoạt động bề mặt Gemini tốt hơn ở bề mặt (ranh giới).
2.2 Cấu trúc lắp ráp của chất hoạt động bề mặt Gemini
Trong dung dịch nước, khi nồng độ chất hoạt động bề mặt baryonic tăng lên, các phân tử của nó bão hòa bề mặt dung dịch, từ đó buộc các phân tử khác di chuyển vào bên trong dung dịch để tạo thành các mixen. Nồng độ mà chất hoạt động bề mặt bắt đầu hình thành các mixen được gọi là Nồng độ Micelle tới hạn (CMC). Như được hiển thị trong Hình 9, sau khi nồng độ lớn hơn CMC, không giống như các chất hoạt động bề mặt thông thường tổng hợp thành các mixen hình cầu, Chất hoạt động bề mặt Gemini tạo ra nhiều hình thái mixen khác nhau, chẳng hạn như cấu trúc tuyến tính và hai lớp, do đặc điểm cấu trúc của chúng. Sự khác biệt về kích thước, hình dạng và hydrat hóa của các mixen có tác động trực tiếp đến đặc tính pha và tính chất lưu biến của dung dịch, đồng thời cũng dẫn đến những thay đổi về độ nhớt đàn hồi của dung dịch. Các chất hoạt động bề mặt thông thường, chẳng hạn như chất hoạt động bề mặt anion (SDS), thường tạo thành các mixen hình cầu, hầu như không ảnh hưởng đến độ nhớt của dung dịch. Tuy nhiên, cấu trúc đặc biệt của Chất hoạt động bề mặt Gemini dẫn đến sự hình thành hình thái mixen phức tạp hơn và tính chất của dung dịch nước của chúng khác biệt đáng kể so với các chất hoạt động bề mặt thông thường. Độ nhớt của dung dịch nước của Chất hoạt động bề mặt Gemini tăng khi nồng độ Chất hoạt động bề mặt Gemini tăng lên, có lẽ là do các mixen tuyến tính được hình thành đan xen vào nhau thành một cấu trúc giống như mạng lưới. Tuy nhiên, độ nhớt của dung dịch giảm khi tăng nồng độ chất hoạt động bề mặt, có thể là do cấu trúc mạng bị phá vỡ và sự hình thành các cấu trúc mixen khác.
03 Đặc tính kháng khuẩn của chất hoạt động bề mặt Gemini
Là một loại chất kháng khuẩn hữu cơ, cơ chế kháng khuẩn của chất hoạt động bề mặt baryonic chủ yếu là kết hợp với các anion trên bề mặt màng tế bào của vi sinh vật hoặc phản ứng với các nhóm sulfhydryl để phá vỡ quá trình sản xuất protein và màng tế bào của chúng, từ đó phá hủy các mô vi khuẩn để ức chế. hoặc tiêu diệt vi sinh vật.
3.1 Đặc tính kháng khuẩn của chất hoạt động bề mặt anion Gemini
Đặc tính kháng khuẩn của chất hoạt động bề mặt anion kháng khuẩn chủ yếu được xác định bởi bản chất của các gốc kháng khuẩn mà chúng mang theo. Trong các dung dịch keo như mủ tự nhiên và chất phủ, chuỗi ưa nước liên kết với các chất phân tán hòa tan trong nước và chuỗi kỵ nước sẽ liên kết với các chất phân tán kỵ nước bằng cách hấp phụ định hướng, do đó biến giao diện hai pha thành một màng giao diện phân tử dày đặc. Các nhóm ức chế vi khuẩn trên lớp bảo vệ dày đặc này sẽ ức chế sự phát triển của vi khuẩn.
Cơ chế ức chế vi khuẩn của chất hoạt động bề mặt anion về cơ bản khác với cơ chế hoạt động bề mặt cation. Sự ức chế vi khuẩn của chất hoạt động bề mặt anion có liên quan đến hệ thống dung dịch của chúng và các nhóm ức chế, vì vậy loại chất hoạt động bề mặt này có thể bị hạn chế. Loại chất hoạt động bề mặt này phải có mặt ở mức vừa đủ để chất hoạt động bề mặt có mặt ở mọi ngóc ngách của hệ thống nhằm tạo ra tác dụng diệt khuẩn tốt. Đồng thời, loại chất hoạt động bề mặt này thiếu tính định vị và nhắm mục tiêu, không chỉ gây lãng phí không cần thiết mà còn tạo ra sự kháng cự trong thời gian dài.
Ví dụ, các chất hoạt động bề mặt sinh học dựa trên alkyl sulfonate đã được sử dụng trong y học lâm sàng. Alkyl sulfonate, chẳng hạn như Busulfan và Treosulfan, chủ yếu điều trị các bệnh tăng sinh tủy, hoạt động để tạo ra liên kết chéo giữa guanine và ureapurine, trong khi sự thay đổi này không thể được sửa chữa bằng cách đọc hiệu chỉnh tế bào, dẫn đến chết tế bào theo chương trình.
3.2 Đặc tính kháng khuẩn của chất hoạt động bề mặt cation Gemini
Loại chất hoạt động bề mặt Gemini cation chính được phát triển là chất hoạt động bề mặt Gemini loại muối amoni bậc bốn. Chất hoạt động bề mặt cation loại amoni bậc bốn Gemini có tác dụng diệt khuẩn mạnh vì có hai chuỗi ankan dài kỵ nước trong các phân tử chất hoạt động bề mặt baryonic loại amoni bậc bốn và chuỗi kỵ nước tạo thành sự hấp phụ kỵ nước với thành tế bào (peptidoglycan); đồng thời chúng chứa hai ion nitơ tích điện dương sẽ thúc đẩy quá trình hấp phụ của các phân tử chất hoạt động bề mặt lên bề mặt vi khuẩn tích điện âm, thông qua sự xâm nhập và khuếch tán, các chuỗi kỵ nước sẽ xâm nhập sâu vào lớp lipid màng tế bào vi khuẩn, làm thay đổi cấu trúc của chúng. tính thấm của màng tế bào dẫn đến vi khuẩn bị đứt, ngoài ra còn có các nhóm ưa nước đi sâu vào protein dẫn đến mất hoạt tính enzyme và biến tính protein, do tác dụng kết hợp của 2 tác dụng này làm cho thuốc diệt nấm có tác dụng tác dụng diệt khuẩn mạnh.
Tuy nhiên, từ quan điểm môi trường, các chất hoạt động bề mặt này có hoạt tính tan máu và gây độc tế bào, đồng thời thời gian tiếp xúc lâu hơn với các sinh vật dưới nước và sự phân hủy sinh học có thể làm tăng độc tính của chúng.
3.3 Đặc tính kháng khuẩn của chất hoạt động bề mặt Gemini không ion
Hiện tại có hai loại Chất hoạt động bề mặt Gemini không ion, một loại là dẫn xuất đường và loại còn lại là ete rượu và ete phenol.
Cơ chế kháng khuẩn của chất hoạt động bề mặt có nguồn gốc từ đường dựa trên ái lực của các phân tử và chất hoạt động bề mặt có nguồn gốc từ đường có thể liên kết với màng tế bào chứa một lượng lớn phospholipid. Khi nồng độ chất hoạt động bề mặt dẫn xuất đường đạt đến một mức nhất định, nó sẽ làm thay đổi tính thấm của màng tế bào, hình thành các lỗ rỗng và kênh ion, ảnh hưởng đến quá trình vận chuyển chất dinh dưỡng và trao đổi khí, khiến các chất bên trong thoát ra ngoài và cuối cùng dẫn đến cái chết của tế bào. vi khuẩn.
Cơ chế kháng khuẩn của các chất kháng khuẩn phenolic và ete rượu là tác động lên thành tế bào hoặc màng tế bào và các enzyme, ngăn chặn các chức năng trao đổi chất và phá vỡ chức năng tái tạo. Ví dụ, thuốc kháng khuẩn diphenyl ete và các dẫn xuất của chúng (phenol) được ngâm trong tế bào vi khuẩn hoặc virus và tác động xuyên qua thành tế bào và màng tế bào, ức chế hoạt động và chức năng của các enzyme liên quan đến quá trình tổng hợp axit nucleic và protein, hạn chế sự phát triển của các enzyme. sự phát triển và sinh sản của vi khuẩn. Nó cũng làm tê liệt các chức năng trao đổi chất và hô hấp của các enzyme trong vi khuẩn, sau đó chúng sẽ bị hỏng.
3.4 Đặc tính kháng khuẩn của chất hoạt động bề mặt Gemini lưỡng tính
Chất hoạt động bề mặt lưỡng tính Gemini là một loại chất hoạt động bề mặt có cả cation và anion trong cấu trúc phân tử của chúng, có thể ion hóa trong dung dịch nước và thể hiện các đặc tính của chất hoạt động bề mặt anion trong một điều kiện trung bình và chất hoạt động bề mặt cation trong một điều kiện trung bình khác. Cơ chế ức chế vi khuẩn của chất hoạt động bề mặt lưỡng tính là không thuyết phục, nhưng người ta thường tin rằng sự ức chế có thể tương tự như chất hoạt động bề mặt amoni bậc bốn, trong đó chất hoạt động bề mặt dễ dàng được hấp phụ trên bề mặt vi khuẩn tích điện âm và cản trở quá trình chuyển hóa của vi khuẩn.
3.4.1 Đặc tính kháng khuẩn của axit amin Chất hoạt động bề mặt Gemini
Chất hoạt động bề mặt baryonic loại axit amin là chất hoạt động bề mặt baryonic lưỡng tính cation bao gồm hai axit amin, do đó cơ chế kháng khuẩn của nó tương tự như chất hoạt động bề mặt baryonic loại muối amoni bậc bốn. Phần tích điện dương của chất hoạt động bề mặt bị thu hút bởi phần tích điện âm của bề mặt vi khuẩn hoặc virus do tương tác tĩnh điện, và sau đó các chuỗi kỵ nước liên kết với lớp lipid kép, dẫn đến dòng chảy của nội dung tế bào và ly giải cho đến khi chết. Nó có những ưu điểm đáng kể so với các chất hoạt động bề mặt Gemini dựa trên amoni bậc bốn: khả năng phân hủy sinh học dễ dàng, hoạt tính tán huyết thấp và độc tính thấp, vì vậy nó đang được phát triển để ứng dụng và lĩnh vực ứng dụng của nó đang được mở rộng.
3.4.2 Đặc tính kháng khuẩn của chất hoạt động bề mặt Gemini loại không chứa axit amin
Chất hoạt động bề mặt Gemini lưỡng tính không phải axit amin có dư lượng phân tử hoạt động bề mặt chứa cả trung tâm điện tích dương và âm không bị ion hóa. Các chất hoạt động bề mặt không phải axit amin chính của Gemini là betaine, imidazoline và oxit amin. Lấy loại betaine làm ví dụ, chất hoạt động bề mặt lưỡng tính loại betaine có cả nhóm anion và cation trong phân tử của chúng, không dễ bị ảnh hưởng bởi muối vô cơ và có tác dụng hoạt động bề mặt trong cả dung dịch axit và kiềm, đồng thời cơ chế kháng khuẩn của chất hoạt động bề mặt cation Gemini là tiếp theo là dung dịch axit và chất hoạt động bề mặt Gemini anion trong dung dịch kiềm. Nó cũng có hiệu suất kết hợp tuyệt vời với các loại chất hoạt động bề mặt khác.
04 Kết luận và triển vọng
Chất hoạt động bề mặt Gemini ngày càng được sử dụng rộng rãi trong cuộc sống vì cấu trúc đặc biệt và được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực khử trùng kháng khuẩn, sản xuất thực phẩm, khử bọt và ức chế bọt, giải phóng thuốc chậm và làm sạch công nghiệp. Với nhu cầu bảo vệ môi trường xanh ngày càng tăng, Gemini Surfactants dần được phát triển thành chất hoạt động bề mặt thân thiện với môi trường và đa chức năng. Nghiên cứu trong tương lai về Chất hoạt động bề mặt Gemini có thể được thực hiện trên các khía cạnh sau: phát triển Chất hoạt động bề mặt Gemini mới với cấu trúc và chức năng đặc biệt, đặc biệt là tăng cường nghiên cứu về kháng khuẩn và kháng vi-rút; kết hợp với các chất hoạt động bề mặt hoặc phụ gia thông thường để tạo thành sản phẩm có tính năng tốt hơn; và sử dụng các nguyên liệu thô rẻ, dễ kiếm để tổng hợp Chất hoạt động bề mặt Gemini thân thiện với môi trường.
Thời gian đăng: 25-03-2022