吡啶鎓@纤维素作为一种绿色抗菌材料,其介电性能可针对生物电子接口进行定制

《Reactive and Functional Polymers》:Pyridinium@cellulose as a green antimicrobial material with tailored dielectric behavior for bioelectronic interfaces

【字体: 时间:2025年11月20日 来源:Reactive and Functional Polymers 4.5

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  通过均相反应合成了吡啶阳离子改性纤维素衍生物,表征显示其具有非德拜型松弛行为和离子跳跃传导特性,抗菌实验表明其对多种细菌的MIC值显著低于大肠杆菌和鼠伤寒沙门氏菌,证实其多功能特性。

  
艾哈迈德·萨拉玛(Ahmed Salama)|谢里夫·A·阿尔基(Sherief A. Al Kiey)|艾哈迈德·K·萨利赫(Ahmed K. Saleh)
埃及吉萨省多基(Dokki)埃尔贝胡斯街(El-Behouth St.)33号,国家研究中心(National Research Centre),邮编12622

摘要

通过均相反应合成了含有吡啶inium甲磺酸酯官能团的 water-soluble 阳离子纤维素衍生物。首先将纤维素与对甲苯磺酰氯(p-toluenesulfonyl chloride)反应制备甲磺酰纤维素(tosylcellulose),随后甲磺酰纤维素与吡啶(pyridine)直接反应得到吡啶inium@纤维素(pyridinium@cellulose)。采用多种分析技术对这种阳离子纤维素衍生物进行了表征,包括元素分析、13C NMR、FT-IR光谱和热重分析(TGA)。在100?Hz–1?MHz的频率范围内以及303–363?K的温度下进行的介电和电学研究表明,其松弛现象受界面极化和热激活离子跃迁的影响。虚部模量(M″)和交流电导谱证实了非德拜型松弛行为以及与离子跃迁相关的导电机制。吡啶inium离子基团的存在显著提高了载流子的迁移率和极化强度,从而改善了材料的介电性能。吡啶inium@纤维素表现出广谱抗菌活性,最小抑菌浓度(MIC)测试结果显示其对金黄色葡萄球菌(S. aureus)、变形链球菌(S. mutans)和白色念珠菌(C. albicans)的抑菌效果非常强(MIC 值为0.0012?mg/mL),而对大肠杆菌(E. coli)和鼠伤寒沙门氏菌(S. typhimurium)的抑菌效果较弱(MIC 值分别为0.005?mg/mL 和 0.0025?mg/mL)。综合电学性能、抗菌活性和细胞毒性表明,吡啶inium@纤维素具有多种功能。
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