Šajā rakstā galvenā uzmanība pievērsta Gemini Surfactants pretmikrobu mehānismam, kas, domājams, būs efektīvs baktēriju nogalināšanā un var sniegt zināmu palīdzību jaunu koronavīrusu izplatības palēnināšanā.
Virsmaktīvā viela, kas ir frāžu Surface, Active un Agent kontrakcija. Virsmaktīvās vielas ir vielas, kas ir aktīvas uz virsmām un saskarnēm un kurām ir ļoti augsta spēja un efektivitāte samazināt virsmas (robežas) spraigumu, veidojot molekulāri sakārtotus mezglus šķīdumos, kas pārsniedz noteiktu koncentrāciju, un tādējādi tiem ir virkne pielietojuma funkciju. Virsmaktīvām vielām ir laba disperģējamība, mitrināmība, emulgācijas spēja un antistatiskas īpašības, un tās ir kļuvušas par galvenajiem materiāliem daudzu jomu attīstībai, tostarp smalko ķīmisko vielu jomā, un tām ir ievērojams ieguldījums procesu uzlabošanā, enerģijas patēriņa samazināšanā un ražošanas efektivitātes paaugstināšanā. . Attīstoties sabiedrībai un nepārtraukti progresējot pasaules industriālajam līmenim, virsmaktīvo vielu pielietošana no ikdienas ķimikālijām pakāpeniski ir izplatījusies dažādās tautsaimniecības jomās, piemēram, antibakteriālajos līdzekļos, pārtikas piedevās, jaunās enerģētikas jomās, piesārņojošo vielu attīrīšanā un biofarmaceitiskie preparāti.
Parastās virsmaktīvās vielas ir "amfifīli" savienojumi, kas sastāv no polārām hidrofilām grupām un nepolārām hidrofobām grupām, un to molekulārās struktūras ir parādītas 1. attēlā (a).
Šobrīd, apstrādes rūpniecībā attīstoties pilnveidošanai un sistematizācijai, ražošanas procesā pamazām pieaug pieprasījums pēc virsmaktīvo vielu īpašībām, tāpēc būtiski ir atrast un izstrādāt virsmaktīvās vielas ar augstākām virsmas īpašībām un ar speciālu struktūru. Gemini Surfactants atklāšana novērš šīs nepilnības un atbilst rūpnieciskās ražošanas prasībām. Parasta Gemini virsmaktīvā viela ir savienojums ar divām hidrofilām grupām (parasti jonu vai nejonu ar hidrofilām īpašībām) un divām hidrofobām alkilķēdēm.
Kā parādīts 1. (b) attēlā, atšķirībā no parastajām vienas ķēdes virsmaktīvām vielām Gemini Surfactants savieno divas hidrofilās grupas, izmantojot savienojošo grupu (starpliku). Īsāk sakot, Gemini virsmaktīvās vielas struktūru var saprast kā tādu, kas izveidota, gudri savienojot divas parastās virsmaktīvās vielas hidrofilās galvas grupas kopā ar savienojuma grupu.
Gemini Surfactant īpašā struktūra nodrošina tās augstu virsmas aktivitāti, kas galvenokārt ir saistīta ar:
(1) Gemini Surfactant molekulas divu hidrofobo astes ķēžu pastiprinātā hidrofobā iedarbība un paaugstināta virsmaktīvās vielas tendence atstāt ūdens šķīdumu.
(2) Hidrofilo galviņu grupu tendenci atdalīties vienai no otras, jo īpaši jonu galviņu grupām elektrostatiskās atgrūšanās dēļ, ievērojami vājina starplikas ietekme;
(3) Gemini virsmaktīvo vielu īpašā struktūra ietekmē to agregācijas uzvedību ūdens šķīdumā, piešķirot tām sarežģītāku un mainīgāku agregācijas morfoloģiju.
Gemini virsmaktīvām vielām ir augstāka virsmas (robežas) aktivitāte, zemāka kritiskā micellu koncentrācija, labāka mitrināmība, emulgācijas spēja un antibakteriāla spēja salīdzinājumā ar parastajām virsmaktīvām vielām. Tāpēc Gemini Surfactants izstrādei un izmantošanai ir liela nozīme virsmaktīvo vielu izstrādē un pielietošanā.
Parasto virsmaktīvo vielu "amfifilā struktūra" piešķir tām unikālas virsmas īpašības. Kā parādīts 1. attēlā (c), ja ūdenim pievieno parasto virsmaktīvās vielas, hidrofilās galvas grupai ir tendence izšķīst ūdens šķīdumā, un hidrofobā grupa kavē virsmaktīvās vielas molekulas šķīšanu ūdenī. Šo divu tendenču kopējā efektā virsmaktīvās vielas molekulas tiek bagātinātas gāzes un šķidruma saskarnē un tiek sakārtotas, tādējādi samazinot ūdens virsmas spraigumu. Atšķirībā no parastajām virsmaktīvām vielām Gemini Surfactants ir "dimēri", kas savieno parastās virsmaktīvās vielas kopā, izmantojot starplikas, kas var efektīvāk samazināt ūdens virsmas spraigumu un eļļas/ūdens saskarnes spraigumu. Turklāt Gemini virsmaktīvām vielām ir zemāka kritiskā micellu koncentrācija, labāka šķīdība ūdenī, emulgācija, putošana, mitrināšana un antibakteriālas īpašības.
| Gemini virsmaktīvo vielu ieviešana 1991. gadā Menger un Littau [13] sagatavoja pirmo bis-alkilķēdes virsmaktīvo vielu ar stingru savienojumu grupu un nosauca to par "Gemini surfactant". Tajā pašā gadā Zana et al [14] pirmo reizi sagatavoja ceturtā amonija sāls Gemini Surfactants sēriju un sistemātiski pētīja šīs ceturtā amonija sāls Gemini Surfactants sērijas īpašības. 1996. gadā pētnieki vispārināja un apsprieda dažādu Gemini virsmaktīvo vielu virsmas (robežas) uzvedību, agregācijas īpašības, šķīduma reoloģiju un fāzu uzvedību, ja tās ir savienotas ar parastajām virsmaktīvām vielām. 2002. gadā Zana [15] pētīja dažādu saišu grupu ietekmi uz Gemini Surfactants agregācijas uzvedību ūdens šķīdumā, kas ievērojami veicināja virsmaktīvo vielu izstrādi un bija ļoti nozīmīgs. Vēlāk Qiu et al [16] izgudroja jaunu metodi Gemini Surfactants sintēzei, kas satur īpašas struktūras, kuru pamatā ir cetilbromīds un 4-amino-3,5-dihidroksimetil-1,2,4-triazols, kas vēl vairāk bagātināja veidu. Gemini Virsmaktīvās vielas sintēze. |
Pētījumi par Gemini Surfactants Ķīnā sākās vēlu; 1999. gadā Jianxi Zhao no Fudžou universitātes veica sistemātisku ārvalstu pētījumu par Gemini Surfactants pārskatu un piesaistīja daudzu Ķīnas pētniecības iestāžu uzmanību. Pēc tam pētījumi par Gemini Surfactants Ķīnā sāka plaukt un sasniedza auglīgus rezultātus. Pēdējos gados pētnieki ir veltījuši sevi jaunu Gemini Surfactants izstrādei un to saistīto fizikāli ķīmisko īpašību izpētei. Tajā pašā laikā Gemini Surfactants pielietojums ir pakāpeniski attīstīts sterilizācijas un antibakteriālās, pārtikas ražošanas, putu noņemšanas un putu kavēšanas, zāļu lēnas atbrīvošanās un rūpnieciskās tīrīšanas jomās. Pamatojoties uz to, vai virsmaktīvās vielas molekulās esošās hidrofilās grupas ir vai nav lādētas, un lādiņa veidu, ko tās satur, Gemini Surfactants var iedalīt šādās kategorijās: katjonu, anjonu, nejonu un amfoterās Gemini virsmaktīvās vielas. Tostarp katjonu Gemini virsmaktīvās vielas parasti attiecas uz ceturtā amonija vai amonija sāli Gemini Surfactants, anjonu Gemini Surfactants galvenokārt attiecas uz Gemini Surfactants, kuru hidrofilās grupas ir sulfonskābe, fosfāts un karbonskābe, savukārt nejonu Gemini Surfactants galvenokārt ir Gemini polioksietilēns.
1.1. Katjonu Gemini virsmaktīvās vielas
Katjonu Gemini virsmaktīvās vielas var atdalīt katjonus ūdens šķīdumos, galvenokārt amonija un ceturtdaļas amonija sāls Gemini virsmaktīvās vielas. Katjonu Gemini virsmaktīvām vielām ir laba bionoārdīšanās spēja, spēcīga dekontaminācijas spēja, stabilas ķīmiskās īpašības, zema toksicitāte, vienkārša struktūra, viegla sintēze, viegla atdalīšana un attīrīšana, kā arī baktericīdas īpašības, pretkorozijas, antistatiskas īpašības un maigums.
Kvartārā amonija sāls bāzes Gemini virsmaktīvās vielas parasti sagatavo no terciārajiem amīniem alkilēšanas reakcijās. Ir divas galvenās sintētiskās metodes: viena ir dibrom-aizvietotu alkānu un vienas garās ķēdes alkildimetilterciāro amīnu kvaternizācija; otrs ir kvaternizēt 1-bromu aizvietotus garās ķēdes alkānus un N,N,N',N'-tetrametilalkildiamīnus ar bezūdens etanolu kā šķīdinātāju un karsējot ar atteci. Tomēr dibrom-aizvietotie alkāni ir dārgāki, un tos parasti sintezē ar otro metodi, un reakcijas vienādojums ir parādīts 2. attēlā.
1.2. Anjonu Gemini virsmaktīvās vielas
Anjonu Gemini virsmaktīvās vielas var disociēt anjonus ūdens šķīdumā, galvenokārt sulfonātus, sulfātu sāļus, karboksilātus un fosfātu sāļus Gemini Surfactants. Anjonu virsmaktīvām vielām ir labākas īpašības, piemēram, dekontaminācija, putošana, dispersija, emulgācija un mitrināšana, un tās plaši izmanto kā mazgāšanas līdzekļus, putotājus, mitrināšanas līdzekļus, emulgatorus un disperģētājus.
1.2.1. Sulfonāti
Sulfonātu bāzes bioloģiskajām virsmaktīvajām vielām ir laba šķīdība ūdenī, laba mitrināmība, laba temperatūras un sāls izturība, laba mazgāšanas spēja un spēcīga izkliedēšanas spēja, un tās plaši izmanto kā mazgāšanas līdzekļus, putošanas līdzekļus, mitrinātājus, emulgatorus un disperģētājus naftā, tekstilrūpniecība un ikdienas ķimikālijas, jo tām ir salīdzinoši plaši izejvielu avoti, vienkārši ražošanas procesi un zemas izmaksas. Li et al sintezēja virkni jaunu dialkildisulfonskābes Gemini Surfactants (2Cn-SCT), kas ir tipiska sulfonāta tipa bariona virsmaktīvā viela, izmantojot trihloramīnu, alifātisko amīnu un taurīnu kā izejvielas trīspakāpju reakcijā.
1.2.2. Sulfātu sāļi
Sulfāta estera sāļu dubulto virsmaktīvo vielu priekšrocības ir īpaši zems virsmas spraigums, augsta virsmas aktivitāte, laba šķīdība ūdenī, plašs izejvielu avots un salīdzinoši vienkārša sintēze. Tam ir arī laba mazgāšanas veiktspēja un putošanas spēja, stabila veiktspēja cietā ūdenī, un sulfāta estera sāļi ir neitrāli vai nedaudz sārmaini ūdens šķīdumā. Kā parādīts 3. attēlā, Sun Dong et al kā galvenos izejmateriālus izmantoja laurīnskābi un polietilēnglikolu un pievienoja sulfāta estera saites, izmantojot aizvietošanas, esterifikācijas un pievienošanas reakcijas, tādējādi sintezējot sulfāta estera sāls tipa bariona virsmaktīvo vielu-GA12-S-12.
1.2.3. Karbonskābes sāļi
Karboksilāta Gemini virsmaktīvās vielas parasti ir maigas, zaļas, viegli bioloģiski noārdāmas, un tām ir bagātīgs dabisko izejvielu avots, augstas metāla helātus veidojošas īpašības, laba cietā ūdens izturība un kalcija ziepju dispersija, labas putošanas un mitrināšanas īpašības, un tās plaši izmanto farmācijā, tekstilizstrādājumi, smalkās ķīmiskās vielas un citas jomas. Amīdu grupu ieviešana bioloģiskajās virsmaktīvās vielās uz karboksilātu bāzes var uzlabot virsmaktīvo vielu molekulu bioloģisko noārdīšanos, kā arī nodrošināt tām labas mitrināšanas, emulgācijas, dispersijas un dekontaminācijas īpašības. Mei et al sintezēja uz karboksilātu balstītu bariona virsmaktīvo vielu CGS-2, kas satur amīdu grupas, izmantojot dodecilamīnu, dibrometānu un dzintarskābes anhidrīdu kā izejvielas.
1.2.4. Fosfātu sāļi
Fosfāta estera sāls tipa Gemini virsmaktīvām vielām ir līdzīga struktūra kā dabiskajiem fosfolipīdiem, un tām ir tendence veidot tādas struktūras kā reversās micellas un pūslīši. Fosfāta estera sāls tipa Gemini virsmaktīvās vielas ir plaši izmantotas kā antistatiski līdzekļi un veļas mazgāšanas līdzekļi, savukārt to augstās emulgācijas īpašības un salīdzinoši zemais kairinājums ir izraisījis to plašu izmantošanu personīgās ādas kopšanā. Daži fosfātu esteri var būt pretvēža, pretaudzēju un antibakteriāli, un ir izstrādāti desmitiem zāļu. Fosfāta estera sāls tipa biovirsmaktīvām vielām piemīt augstas pesticīdu emulgācijas īpašības, un tās var izmantot ne tikai kā antibakteriālus un insekticīdus, bet arī kā herbicīdus. Zheng et al pētīja fosfāta estera sāls Gemini virsmaktīvo vielu sintēzi no P2O5 un ortokvatu bāzes oligomēriskajiem dioliem, kuriem ir labāks mitrināšanas efekts, labas antistatiskās īpašības un salīdzinoši vienkāršs sintēzes process ar viegliem reakcijas apstākļiem. Kālija fosfāta sāls bariona virsmaktīvās vielas molekulārā formula ir parādīta 4. attēlā.
1.3. Nejonu Gemini virsmaktīvās vielas
Nejonu Gemini virsmaktīvās vielas nevar izdalīties ūdens šķīdumā un pastāvēt molekulārā formā. Šis barionu virsmaktīvās vielas veids līdz šim ir mazāk pētīts, un ir divi veidi, viens ir cukura atvasinājums, bet otrs ir spirta ēteris un fenola ēteris. Nejonu Gemini virsmaktīvās vielas šķīdumā neeksistē jonu stāvoklī, tāpēc tām ir augsta stabilitāte, tās nav viegli ietekmējamas ar spēcīgiem elektrolītiem, tām ir laba sarežģītība ar cita veida virsmaktīvām vielām, un tām ir laba šķīdība. Tāpēc nejonu virsmaktīvām vielām ir dažādas īpašības, piemēram, laba mazgāšanas spēja, izkliedējamība, emulģēšana, putošana, mitrināmība, antistatiska īpašība un sterilizācija, un tās var plaši izmantot dažādos aspektos, piemēram, pesticīdos un pārklājumos. Kā parādīts 5. attēlā, 2004. gadā FitzGerald et al sintezēja uz polioksietilēna bāzes veidotas Gemini Surfactants (nejonu virsmaktīvās vielas), kuru struktūra tika izteikta kā (Cn-2H2n-3CHCH2O(CH2CH2O)mH)2(CH2)6 (vai GemnEm).
02 Gemini virsmaktīvo vielu fizikāli ķīmiskās īpašības
2.1. Gemini virsmaktīvo vielu darbība
Vienkāršākais un tiešākais veids, kā novērtēt virsmaktīvo vielu virsmas aktivitāti, ir izmērīt to ūdens šķīdumu virsmas spraigumu. Principā virsmaktīvās vielas samazina šķīduma virsmas spraigumu, orientējoties uz virsmas (robežas) plaknes (1. attēls (c)). Gemini Surfactants kritiskā micellu koncentrācija (CMC) ir par vairāk nekā divām kārtām mazāka, un C20 vērtība ir ievērojami zemāka salīdzinājumā ar parastajām virsmaktīvajām vielām ar līdzīgu struktūru. Barionu virsmaktīvās vielas molekulai ir divas hidrofilas grupas, kas palīdz tai uzturēt labu šķīdību ūdenī, vienlaikus saglabājot garas hidrofobas garās ķēdes. Ūdens/gaisa saskarnē parastās virsmaktīvās vielas ir brīvi izvietotas telpiskās pretestības efekta un viendabīgo lādiņu atgrūšanas dēļ molekulās, tādējādi vājinot to spēju samazināt ūdens virsmas spraigumu. Turpretim Gemini Surfactants savienojošās grupas ir kovalenti saistītas tā, lai attālums starp abām hidrofilajām grupām saglabātos nelielā diapazonā (daudz mazāks nekā attālums starp tradicionālo virsmaktīvo vielu hidrofilajām grupām), kā rezultātā Gemini Surfactants ir labāka aktivitāte. virsma (robeža).
2.2. Gemini virsmaktīvo vielu montāžas struktūra
Ūdens šķīdumos, palielinoties barionu virsmaktīvās vielas koncentrācijai, tās molekulas piesātina šķīduma virsmu, kas savukārt liek citām molekulām migrēt uz šķīduma iekšpusi, veidojot micellas. Koncentrāciju, kurā virsmaktīvā viela sāk veidot micellas, sauc par kritisko micellu koncentrāciju (CMC). Kā parādīts 9. attēlā, pēc tam, kad koncentrācija ir lielāka par CMC, atšķirībā no parastajām virsmaktīvām vielām, kas agregējas, veidojot sfēriskas micellas, Gemini Surfactants to strukturālo īpašību dēļ rada dažādas micellu morfoloģijas, piemēram, lineāras un divslāņu struktūras. Micellu izmēra, formas un hidratācijas atšķirības tieši ietekmē fāzes uzvedību un šķīduma reoloģiskās īpašības, kā arī izraisa izmaiņas šķīduma viskoelastībā. Parastās virsmaktīvās vielas, piemēram, anjonās virsmaktīvās vielas (SDS), parasti veido sfēriskas micellas, kas gandrīz neietekmē šķīduma viskozitāti. Tomēr Gemini Surfactants īpašā struktūra noved pie sarežģītākas micellu morfoloģijas veidošanās, un to ūdens šķīdumu īpašības būtiski atšķiras no parasto virsmaktīvo vielu īpašībām. Gemini Surfactants ūdens šķīdumu viskozitāte palielinās, palielinoties Gemini Surfactants koncentrācijai, iespējams, tāpēc, ka izveidotās lineārās micellas savijas tīmeklī līdzīgā struktūrā. Tomēr, palielinoties virsmaktīvās vielas koncentrācijai, šķīduma viskozitāte samazinās, iespējams, tīkla struktūras traucējumu un citu micellu struktūru veidošanās dēļ.
03 Gemini virsmaktīvo vielu pretmikrobu īpašības
Kā sava veida organisks pretmikrobu līdzeklis, barionu virsmaktīvās vielas pretmikrobu mehānisms galvenokārt ir tāds, ka tā apvienojas ar anjoniem uz mikroorganismu šūnu membrānas virsmas vai reaģē ar sulfhidrilgrupām, lai traucētu to proteīnu un šūnu membrānu ražošanu, tādējādi iznīcinot mikrobu audus, lai kavētu. vai iznīcināt mikroorganismus.
3.1. Anjonu Gemini virsmaktīvo vielu pretmikrobu īpašības
Antimikrobiālo anjonu virsmaktīvo vielu pretmikrobu īpašības galvenokārt nosaka to antimikrobiālo daļu raksturs. Koloidālajos šķīdumos, piemēram, dabīgajos lateksos un pārklājumos, hidrofilās ķēdes saistās ar ūdenī šķīstošiem dispersantiem, un hidrofobās ķēdes saistās ar hidrofobām dispersijām ar virziena adsorbciju, tādējādi pārveidojot divfāžu saskarni blīvā molekulārā saskarnes plēvē. Baktēriju inhibējošās grupas uz šī blīvā aizsargslāņa kavē baktēriju augšanu.
Anjonu virsmaktīvo vielu baktēriju kavēšanas mehānisms būtiski atšķiras no katjonu virsmaktīvo vielu kavēšanas mehānisma. Anjonu virsmaktīvo vielu baktēriju inhibīcija ir saistīta ar to šķīdumu sistēmu un inhibīcijas grupām, tāpēc šāda veida virsmaktīvās vielas var būt ierobežotas. Šāda veida virsmaktīvās vielas ir jābūt pietiekamā daudzumā, lai virsmaktīvā viela atrastos visos sistēmas stūros un radītu labu mikrobicīdu iedarbību. Tajā pašā laikā šāda veida virsmaktīvām vielām trūkst lokalizācijas un mērķēšanas, kas ne tikai rada nevajadzīgus atkritumus, bet arī rada pretestību ilgā laika periodā.
Piemēram, klīniskajā medicīnā ir izmantotas biovirsmaktīvās vielas uz alkilsulfonāta bāzes. Alkilsulfonāti, piemēram, busulfāns un treosulfāns, galvenokārt ārstē mieloproliferatīvās slimības, radot šķērssavienojumu starp guanīnu un ureapurīnu, savukārt šo izmaiņu nevar labot ar šūnu korektūru, izraisot apoptotisku šūnu nāvi.
3.2. Katjonu Gemini virsmaktīvo vielu pretmikrobu īpašības
Galvenais izstrādāto katjonu Gemini Surfactants veids ir ceturtā amonija sāls tipa Gemini Surfactants. Kvartārā amonija tipa katjonu Gemini Surfactants piemīt spēcīga baktericīda iedarbība, jo ceturtdaļamonija tipa barionu virsmaktīvās vielas molekulās ir divas hidrofobas garas alkānu ķēdes, un hidrofobās ķēdes veido hidrofobu adsorbciju ar šūnas sieniņu (peptidoglikāns); tajā pašā laikā tie satur divus pozitīvi lādētus slāpekļa jonus, kas veicinās virsmaktīvās vielas molekulu adsorbciju uz negatīvi lādētu baktēriju virsmu, un caur iekļūšanu un difūziju hidrofobās ķēdes dziļi iekļūst baktēriju šūnu membrānas lipīdu slānī, mainot šūnu membrānas caurlaidība, kas izraisa baktērijas plīsumu, papildus hidrofilajām grupām dziļi proteīnā, kas izraisa enzīmu aktivitātes zudumu un proteīna denaturāciju, pateicoties abu šo efektu kombinācijai, padarot fungicīdam piemītošu efektu. spēcīga baktericīda iedarbība.
Tomēr no vides viedokļa šīm virsmaktīvām vielām ir hemolītiska aktivitāte un citotoksicitāte, un ilgāks saskares laiks ar ūdens organismiem un biodegradācija var palielināt to toksicitāti.
3.3. Nejonu Gemini virsmaktīvo vielu antibakteriālās īpašības
Pašlaik ir divu veidu nejonu Gemini Surfactants, viens ir cukura atvasinājums, bet otrs ir spirta ēteris un fenola ēteris.
No cukura iegūto biovirsmaktīvās vielas antibakteriālais mehānisms ir balstīts uz molekulu afinitāti, un no cukura iegūtās virsmaktīvās vielas var saistīties ar šūnu membrānām, kas satur lielu skaitu fosfolipīdu. Cukura atvasinājumu virsmaktīvo vielu koncentrācijai sasniedzot noteiktu līmeni, tas maina šūnu membrānas caurlaidību, veidojot poras un jonu kanālus, kas ietekmē barības vielu transportēšanu un gāzu apmaiņu, izraisot satura aizplūšanu un galu galā izraisot šūnas nāvi. baktērija.
Fenola un spirta ēteru antibakteriālo līdzekļu antibakteriālais mehānisms ir iedarboties uz šūnas sieniņu vai šūnas membrānu un fermentiem, bloķējot vielmaiņas funkcijas un izjaucot reģeneratīvās funkcijas. Piemēram, difenilēteru un to atvasinājumu (fenolu) pretmikrobu zāles tiek iegremdētas baktēriju vai vīrusu šūnās un iedarbojas caur šūnas sieniņu un šūnu membrānu, kavējot ar nukleīnskābju un proteīnu sintēzi saistīto enzīmu darbību un darbību, ierobežojot baktēriju augšana un reprodukcija. Tas arī paralizē baktērijās esošo enzīmu vielmaiņas un elpošanas funkcijas, kas pēc tam neizdodas.
3.4. Amfoterisko Gemini virsmaktīvo vielu antibakteriālās īpašības
Amfoteriskās Gemini virsmaktīvās vielas ir virsmaktīvās vielas, kuru molekulārajā struktūrā ir gan katjoni, gan anjoni, tās var jonizēties ūdens šķīdumā un uzrāda anjonu virsmaktīvās vielas vienā vidē un katjonu virsmaktīvās vielas citā vidē. Amfoterisko virsmaktīvo vielu baktēriju inhibīcijas mehānisms nav pārliecinošs, taču parasti tiek uzskatīts, ka inhibīcija var būt līdzīga kvaternārā amonija virsmaktīvām vielām, kur virsmaktīvā viela viegli adsorbējas uz negatīvi lādētas baktēriju virsmas un traucē baktēriju metabolismu.
3.4.1. Aminoskābju Gemini virsmaktīvo vielu pretmikrobu īpašības
Aminoskābju tipa barionu virsmaktīvā viela ir katjonu amfotēriska barionu virsmaktīvā viela, kas sastāv no divām aminoskābēm, tāpēc tās pretmikrobu mehānisms ir vairāk līdzīgs kvartārā amonija sāls tipa barionu virsmaktīvās vielas iedarbībai. Virsmaktīvās vielas pozitīvi lādētā daļa tiek piesaistīta negatīvi lādētajai baktēriju vai vīrusu virsmas daļai elektrostatiskās mijiedarbības dēļ, un pēc tam hidrofobās ķēdes saistās ar lipīdu divslāni, izraisot šūnu satura izplūdi un līzi līdz nāvei. Tam ir būtiskas priekšrocības salīdzinājumā ar Gemini Surfactants uz ceturtā amonija bāzes: viegla bionoārdīšanās, zema hemolītiskā aktivitāte un zema toksicitāte, tāpēc tas tiek izstrādāts tā pielietojumam un tiek paplašināts tā pielietojuma lauks.
3.4.2. Gemini virsmas aktīvo vielu, kas nav aminoskābes, antibakteriālās īpašības
Ne-aminoskābju tipa amfoteriskajām Gemini virsmaktīvām vielām ir virsmas aktīvās molekulārās atliekas, kas satur gan nejonizējamus pozitīvos, gan negatīvos lādiņu centrus. Galvenās ne-aminoskābju tipa Gemini virsmaktīvās vielas ir betaīns, imidazolīns un amīna oksīds. Ņemot par piemēru betaīna tipu, betaīna tipa amfoteriskās virsmaktīvās vielas satur gan anjonu, gan katjonu grupas to molekulās, kuras nav viegli ietekmēt neorganiskie sāļi un kurām ir virsmaktīvā iedarbība gan skābos, gan sārmainos šķīdumos, un katjonu Gemini Surfactants antimikrobiālais mehānisms ir seko skābos šķīdumos un anjonu Gemini virsmaktīvās vielas sārmainos šķīdumos. Tam ir arī lieliska sajaukšanas veiktspēja ar cita veida virsmaktīvām vielām.
04 Secinājums un perspektīvas
Gemini virsmaktīvās vielas arvien vairāk tiek izmantotas dzīvē to īpašās struktūras dēļ, un tās plaši izmanto antibakteriālās sterilizācijas, pārtikas ražošanas, putu noņemšanas un putu kavēšanas, zāļu lēnas izdalīšanās un rūpnieciskās tīrīšanas jomās. Pieaugot pieprasījumam pēc zaļās vides aizsardzības, Gemini Surfactants pakāpeniski tiek attīstītas par videi draudzīgām un daudzfunkcionālām virsmaktīvām vielām. Nākotnē Gemini Surfactants pētījumi var tikt veikti šādos aspektos: jaunu Gemini Surfactants ar īpašām struktūrām un funkcijām izstrāde, īpaši nostiprinot antibakteriālo un pretvīrusu izpēti; savienošana ar parastajām virsmaktīvām vielām vai piedevām, lai izveidotu produktus ar labāku veiktspēju; un izmantojot lētas un viegli pieejamas izejvielas, lai sintezētu videi draudzīgas Gemini Surfactants.
Izlikšanas laiks: 25.03.2022