Dieser Artikel konzentriert sich auf den antimikrobiellen Mechanismus von Gemini-Tensiden, von denen erwartet wird, dass sie Bakterien wirksam abtöten und etwas dazu beitragen können, die Ausbreitung neuer Coronaviren zu verlangsamen.
Tensid, eine Zusammenziehung der Ausdrücke Surface, Active und Agent.Tenside sind ober- und grenzflächenaktive Stoffe, die eine sehr hohe Fähigkeit und Effizienz besitzen, Oberflächen-(Grenz-)Spannungen abzubauen, in Lösungen ab einer bestimmten Konzentration molekular geordnete Verbände zu bilden und somit vielfältige Anwendungsfunktionen zu erfüllen.Tenside besitzen eine gute Dispergierbarkeit, Benetzbarkeit, Emulgierfähigkeit und antistatische Eigenschaften und sind zu Schlüsselmaterialien für die Entwicklung vieler Bereiche geworden, einschließlich des Bereichs der Feinchemie, und leisten einen wesentlichen Beitrag zur Verbesserung von Prozessen, zur Reduzierung des Energieverbrauchs und zur Steigerung der Produktionseffizienz .Mit der Entwicklung der Gesellschaft und dem kontinuierlichen Fortschritt der weltweiten Industrieebene hat sich die Anwendung von Tensiden allmählich von Chemikalien des täglichen Gebrauchs auf verschiedene Bereiche der Volkswirtschaft ausgebreitet, wie z. B. antibakterielle Wirkstoffe, Lebensmittelzusatzstoffe, neue Energiefelder, Schadstoffbehandlung und Biopharmazeutika.
Herkömmliche Tenside sind "amphiphile" Verbindungen, die aus polaren hydrophilen Gruppen und unpolaren hydrophoben Gruppen bestehen, und ihre Molekularstrukturen sind in Fig. 1(a) gezeigt.
Gegenwärtig steigt mit der Entwicklung der Verfeinerung und Systematisierung in der Fertigungsindustrie die Nachfrage nach Tensideigenschaften im Produktionsprozess allmählich an, daher ist es wichtig, Tenside mit höheren Oberflächeneigenschaften und mit speziellen Strukturen zu finden und zu entwickeln.Die Entdeckung von Gemini Surfactants schließt diese Lücken und erfüllt die Anforderungen der industriellen Produktion.Ein übliches Gemini-Tensid ist eine Verbindung mit zwei hydrophilen Gruppen (im Allgemeinen ionisch oder nichtionisch mit hydrophilen Eigenschaften) und zwei hydrophoben Alkylketten.
Wie in Fig. 1(b) gezeigt, verknüpfen Gemini-Tenside im Gegensatz zu herkömmlichen einkettigen Tensiden zwei hydrophile Gruppen über eine Verknüpfungsgruppe (Spacer).Kurz gesagt, die Struktur eines Gemini-Tensids kann so verstanden werden, dass sie durch geschicktes Verbinden zweier hydrophiler Kopfgruppen eines herkömmlichen Tensids mit einer Verbindungsgruppe gebildet wird.
Die besondere Struktur des Gemini Surfactant führt zu seiner hohen Oberflächenaktivität, die hauptsächlich auf Folgendes zurückzuführen ist:
(1) die verstärkte hydrophobe Wirkung der beiden hydrophoben Schwanzketten des Gemini-Tensidmoleküls und die erhöhte Tendenz des Tensids, die wässrige Lösung zu verlassen.
(2) Die Neigung hydrophiler Kopfgruppen, sich voneinander zu trennen, insbesondere ionische Kopfgruppen aufgrund elektrostatischer Abstoßung, wird durch den Einfluss von Abstandshaltern wesentlich abgeschwächt;
(3) Die spezielle Struktur von Gemini-Tensiden beeinflusst ihr Aggregationsverhalten in wässriger Lösung, wodurch sie eine komplexere und variablere Aggregationsmorphologie erhalten.
Gemini-Tenside haben im Vergleich zu herkömmlichen Tensiden eine höhere Oberflächenaktivität (Grenzaktivität), eine niedrigere kritische Mizellenkonzentration, eine bessere Benetzbarkeit, Emulgierfähigkeit und antibakterielle Fähigkeit.Daher sind die Entwicklung und Nutzung von Gemini Tensiden von großer Bedeutung für die Entwicklung und Anwendung von Tensiden.
Die „amphiphile Struktur“ herkömmlicher Tenside verleiht ihnen einzigartige Oberflächeneigenschaften.Wie in Fig. 1(c) gezeigt, neigt die hydrophile Kopfgruppe dazu, sich in der wässrigen Lösung aufzulösen, wenn ein herkömmliches Tensid zu Wasser gegeben wird, und die hydrophobe Gruppe hemmt die Auflösung des Tensidmoleküls in Wasser.Unter der kombinierten Wirkung dieser beiden Trends werden die Tensidmoleküle an der Gas-Flüssigkeits-Grenzfläche angereichert und einer geordneten Anordnung unterzogen, wodurch die Oberflächenspannung von Wasser verringert wird.Im Gegensatz zu herkömmlichen Tensiden sind Gemini-Tenside „Dimere“, die herkömmliche Tenside durch Abstandshaltergruppen miteinander verbinden, wodurch die Oberflächenspannung von Wasser und die Öl/Wasser-Grenzflächenspannung wirksamer verringert werden können.Darüber hinaus haben Gemini-Tenside niedrigere kritische Mizellkonzentrationen, eine bessere Wasserlöslichkeit, Emulgierung, Schaumbildung, Benetzung und antibakterielle Eigenschaften.
| Einführung von Gemini-Tensiden 1991 stellten Menger und Littau [13] das erste Bisalkylketten-Tensid mit einer starren Bindungsgruppe her und nannten es "Gemini-Tensid".Im selben Jahr stellten Zana et al. [14] zum ersten Mal eine Reihe von Gemini-Tensiden mit quartären Ammoniumsalzen her und untersuchten systematisch die Eigenschaften dieser Reihe von Gemini-Tensiden mit quartären Ammoniumsalzen.1996 verallgemeinerten und diskutierten Forscher das Oberflächenverhalten (Grenzverhalten), die Aggregationseigenschaften, die Lösungsrheologie und das Phasenverhalten verschiedener Gemini-Tenside, wenn sie mit herkömmlichen Tensiden vermischt werden.Im Jahr 2002 untersuchte Zana [15] den Einfluss verschiedener Verknüpfungsgruppen auf das Aggregationsverhalten von Gemini-Tensiden in wässriger Lösung, eine Arbeit, die die Entwicklung von Tensiden stark vorangebracht hat und von großer Bedeutung war.Später erfanden Qiu et al. [16] ein neues Verfahren zur Synthese von Gemini-Tensiden mit speziellen Strukturen auf der Basis von Cetylbromid und 4-Amino-3,5-dihydroxymethyl-1,2,4-triazol, das den Weg weiter bereicherte Gemini-Synthese von Tensiden. |
Die Erforschung von Gemini-Tensiden in China begann spät;1999 erstellte Jianxi Zhao von der Fuzhou University eine systematische Übersicht über die ausländische Forschung zu Gemini-Tensiden und zog die Aufmerksamkeit vieler Forschungseinrichtungen in China auf sich.Danach begann die Forschung an Gemini-Tensiden in China zu florieren und erzielte fruchtbare Ergebnisse.In den letzten Jahren haben sich Forscher der Entwicklung neuer Gemini-Tenside und der Untersuchung ihrer verwandten physikalisch-chemischen Eigenschaften gewidmet.Gleichzeitig wurden die Anwendungen von Gemini-Tensiden schrittweise in den Bereichen Sterilisation und antibakterielle Wirkung, Lebensmittelherstellung, Entschäumung und Schaumhemmung, langsame Freisetzung von Arzneimitteln und industrielle Reinigung entwickelt.Basierend darauf, ob die hydrophilen Gruppen in Tensidmolekülen geladen sind oder nicht und welche Art von Ladung sie tragen, können Gemini-Tenside in die folgenden Kategorien eingeteilt werden: kationische, anionische, nichtionische und amphotere Gemini-Tenside.Darunter beziehen sich kationische Gemini-Tenside im Allgemeinen auf quartäre Ammonium- oder Ammoniumsalz-Gemini-Tenside, anionische Gemini-Tenside beziehen sich meistens auf Gemini-Tenside, deren hydrophile Gruppen Sulfonsäure, Phosphat und Carbonsäure sind, während nichtionische Gemini-Tenside meistens Polyoxyethylen-Gemini-Tenside sind.
1.1 Kationische Gemini-Tenside
Kationische Gemini-Tenside können Kationen in wässrigen Lösungen dissoziieren, hauptsächlich Ammonium- und quartäre Ammoniumsalz-Gemini-Tenside.Kationische Gemini-Tenside haben eine gute biologische Abbaubarkeit, eine starke Dekontaminationsfähigkeit, stabile chemische Eigenschaften, eine geringe Toxizität, eine einfache Struktur, eine einfache Synthese, eine einfache Trennung und Reinigung sowie bakterizide Eigenschaften, Korrosionsschutz, antistatische Eigenschaften und Weichheit.
Auf quartären Ammoniumsalzen basierende Gemini-Tenside werden im Allgemeinen aus tertiären Aminen durch Alkylierungsreaktionen hergestellt.Es gibt zwei Hauptsyntheseverfahren wie folgt: eines besteht darin, Dibrom-substituierte Alkane und einzelne langkettige tertiäre Alkyldimethylamine zu quaternisieren;die andere besteht darin, 1-bromsubstituierte langkettige Alkane und N,N,N',N'-Tetramethylalkyldiamine mit wasserfreiem Ethanol als Lösungsmittel zu quaternisieren und unter Rückfluss zu erhitzen.Dibrom-substituierte Alkane sind jedoch teurer und werden üblicherweise nach der zweiten Methode synthetisiert, und die Reaktionsgleichung ist in Abbildung 2 dargestellt.
1.2 Anionische Gemini-Tenside
Anionische Gemini-Tenside können Anionen in wässriger Lösung dissoziieren, hauptsächlich Sulfonate, Sulfatsalze, Carboxylate und Phosphatsalze vom Typ Gemini-Tenside.Anionische Tenside haben bessere Eigenschaften wie Dekontaminierung, Schäumen, Dispergieren, Emulgieren und Benetzen und werden weithin als Detergenzien, Schäumungsmittel, Netzmittel, Emulgatoren und Dispergiermittel verwendet.
1.2.1 Sulfonate
Biotenside auf Sulfonatbasis haben die Vorteile einer guten Wasserlöslichkeit, einer guten Benetzbarkeit, einer guten Temperatur- und Salzbeständigkeit, einer guten Reinigungskraft und einer starken Dispergierfähigkeit und werden häufig als Waschmittel, Schäumungsmittel, Netzmittel, Emulgatoren und Dispergiermittel in Erdöl verwendet. Textilindustrie und Chemikalien des täglichen Bedarfs aufgrund ihrer relativ breiten Rohstoffquellen, einfachen Produktionsverfahren und niedrigen Kosten.Li et al. synthetisierten eine Reihe neuer Dialkyldisulfonsäure-Gemini-Tenside (2Cn-SCT), ein typisches baryonisches Tensid vom Sulfonattyp, unter Verwendung von Trichloramin, aliphatischem Amin und Taurin als Ausgangsmaterialien in einer dreistufigen Reaktion.
1.2.2 Sulfatsalze
Sulfatestersalz-Doppelt-Tenside haben die Vorteile einer ultraniedrigen Oberflächenspannung, einer hohen Oberflächenaktivität, einer guten Wasserlöslichkeit, einer breiten Quelle von Rohmaterialien und einer relativ einfachen Synthese.Es hat auch eine gute Waschleistung und Schaumfähigkeit, eine stabile Leistung in hartem Wasser, und Sulfatestersalze sind in wässriger Lösung neutral oder leicht alkalisch.Wie in Abbildung 3 gezeigt, verwendeten Sun Dong et al. Laurinsäure und Polyethylenglykol als Hauptrohstoffe und fügten Sulfatesterbindungen durch Substitutions-, Veresterungs- und Additionsreaktionen hinzu, wodurch das baryonische Tensid vom Sulfatestersalztyp GA12-S-12 synthetisiert wurde.
1.2.3 Carbonsäuresalze
Gemini-Tenside auf Carboxylatbasis sind normalerweise mild, grün, leicht biologisch abbaubar und haben eine reiche Quelle natürlicher Rohstoffe, hohe Metallchelatierungseigenschaften, gute Beständigkeit gegen hartes Wasser und Calciumseifendispersion, gute Schaum- und Benetzungseigenschaften und werden häufig in der Pharmazie verwendet. Textilien, Feinchemikalien und andere Bereiche.Die Einführung von Amidgruppen in Carboxylat-basierte Biotenside kann die biologische Abbaubarkeit von Tensidmolekülen verbessern und ihnen auch gute Benetzungs-, Emulgier-, Dispergier- und Dekontaminationseigenschaften verleihen.Mei et al. synthetisierten ein Carboxylat-basiertes baryonisches Tensid CGS-2, das Amidgruppen enthält, unter Verwendung von Dodecylamin, Dibromethan und Bernsteinsäureanhydrid als Ausgangsmaterialien.
1.2.4 Phosphatsalze
Gemini-Tenside vom Phosphatestersalz-Typ haben eine ähnliche Struktur wie natürliche Phospholipide und neigen dazu, Strukturen wie Umkehrmizellen und Vesikel zu bilden.Gemini-Tenside vom Phosphatestersalz-Typ wurden weithin als antistatische Mittel und Waschmittel verwendet, während ihre hohen Emulgiereigenschaften und ihre relativ geringe Reizung zu ihrer breiten Verwendung in der persönlichen Hautpflege geführt haben.Bestimmte Phosphatester können krebshemmend, krebshemmend und antibakteriell sein, und es wurden Dutzende von Medikamenten entwickelt.Biotenside vom Phosphatestersalztyp haben hohe Emulgiereigenschaften für Pestizide und können nicht nur als antibakterielle und Insektizide, sondern auch als Herbizide verwendet werden.Zheng et al. untersuchten die Synthese von Phosphatestersalz-Gemini-Tensiden aus P2O5 und ortho-quat-basierten oligomeren Diolen, die eine bessere Benetzungswirkung, gute antistatische Eigenschaften und ein relativ einfaches Syntheseverfahren mit milden Reaktionsbedingungen aufweisen.Die Molekularformel des baryonischen Tensids des Kaliumphosphatsalzes ist in Abbildung 4 dargestellt.
1.3 Nichtionische Gemini-Tenside
Nichtionische Gemini-Tenside können in wässriger Lösung nicht dissoziiert werden und liegen in molekularer Form vor.Diese Art von baryonischem Tensid wurde bisher weniger untersucht, und es gibt zwei Arten, eine ist ein Zuckerderivat und die andere ist Alkoholether und Phenolether.Nichtionische Gemini-Tenside existieren nicht im ionischen Zustand in Lösung, daher haben sie eine hohe Stabilität, werden nicht leicht durch starke Elektrolyte beeinflusst, haben eine gute Komplexierbarkeit mit anderen Arten von Tensiden und haben eine gute Löslichkeit.Daher haben nichtionische Tenside verschiedene Eigenschaften wie gute Reinigungskraft, Dispergierbarkeit, Emulgierung, Schäumung, Benetzbarkeit, antistatische Eigenschaften und Sterilisation und können in großem Umfang in verschiedenen Aspekten wie Pestiziden und Beschichtungen verwendet werden.Wie in Abbildung 5 gezeigt, synthetisierten FitzGerald et al. im Jahr 2004 auf Polyoxyethylen basierende Gemini-Tenside (nichtionische Tenside), deren Struktur als (Cn-2H2n-3CHCH2O(CH2CH2O)mH)2(CH2)6 (oder GemnEm) ausgedrückt wurde.
02 Physikalisch-chemische Eigenschaften von Gemini-Tensiden
2.1 Aktivität von Gemini-Tensiden
Der einfachste und direkteste Weg zur Bewertung der Oberflächenaktivität von Tensiden ist die Messung der Oberflächenspannung ihrer wässrigen Lösungen.Im Prinzip reduzieren Tenside die Oberflächenspannung einer Lösung durch orientierte Anordnung auf der Oberflächen-(Grenz-)Ebene (Abbildung 1(c)).Die kritische Mizellenkonzentration (CMC) von Gemini-Tensiden ist mehr als zwei Größenordnungen kleiner und der C20-Wert ist deutlich niedriger als bei herkömmlichen Tensiden mit ähnlichen Strukturen.Das baryonische Tensidmolekül besitzt zwei hydrophile Gruppen, die ihm helfen, eine gute Wasserlöslichkeit aufrechtzuerhalten, während es lange hydrophobe lange Ketten hat.An der Wasser/Luft-Grenzfläche sind die herkömmlichen Tenside aufgrund des räumlichen Widerstandseffekts und der Abstoßung homogener Ladungen in den Molekülen lose angeordnet, wodurch ihre Fähigkeit geschwächt wird, die Oberflächenspannung von Wasser zu verringern.Im Gegensatz dazu sind die Verknüpfungsgruppen von Gemini-Tensiden kovalent gebunden, so dass der Abstand zwischen den beiden hydrophilen Gruppen in einem kleinen Bereich gehalten wird (viel kleiner als der Abstand zwischen den hydrophilen Gruppen herkömmlicher Tenside), was zu einer besseren Aktivität von Gemini-Tensiden führt die Oberfläche (Grenze).
2.2 Aufbaustruktur von Gemini-Tensiden
Wenn die Konzentration des baryonischen Tensids in wässrigen Lösungen zunimmt, sättigen seine Moleküle die Oberfläche der Lösung, was wiederum andere Moleküle dazu zwingt, in das Innere der Lösung zu wandern, um Mizellen zu bilden.Die Konzentration, bei der das Tensid Mizellen zu bilden beginnt, wird als kritische Mizellenkonzentration (CMC) bezeichnet.Wie in Abbildung 9 gezeigt, erzeugen Gemini-Tenside, nachdem die Konzentration größer als CMC ist, im Gegensatz zu herkömmlichen Tensiden, die sich zu sphärischen Mizellen aggregieren, aufgrund ihrer strukturellen Eigenschaften eine Vielzahl von Mizellmorphologien, wie z. B. lineare und zweischichtige Strukturen.Die Unterschiede in Größe, Form und Hydratation der Mizellen wirken sich direkt auf das Phasenverhalten und die rheologischen Eigenschaften der Lösung aus und führen auch zu Änderungen der Lösungsviskoelastizität.Herkömmliche Tenside wie anionische Tenside (SDS) bilden meist sphärische Micellen, die die Viskosität der Lösung kaum beeinflussen.Die besondere Struktur der Gemini-Tenside führt jedoch zur Bildung einer komplexeren Mizellmorphologie und die Eigenschaften ihrer wässrigen Lösungen unterscheiden sich deutlich von denen herkömmlicher Tenside.Die Viskosität wässriger Lösungen von Gemini-Tensiden steigt mit zunehmender Konzentration von Gemini-Tensiden, wahrscheinlich weil sich die gebildeten linearen Micellen zu einer netzartigen Struktur verflechten.Die Viskosität der Lösung nimmt jedoch mit zunehmender Tensidkonzentration ab, wahrscheinlich aufgrund der Störung der Netzstruktur und der Bildung anderer Mizellenstrukturen.
03 Antimikrobielle Eigenschaften von Gemini-Tensiden
Als eine Art organisches antimikrobielles Mittel besteht der antimikrobielle Mechanismus des baryonischen Tensids hauptsächlich darin, dass es sich mit Anionen auf der Zellmembranoberfläche von Mikroorganismen verbindet oder mit Sulfhydrylgruppen reagiert, um die Produktion ihrer Proteine und Zellmembranen zu stören und so die Zerstörung mikrobieller Gewebe zu hemmen oder Mikroorganismen abtöten.
3.1 Antimikrobielle Eigenschaften von anionischen Gemini-Tensiden
Die antimikrobiellen Eigenschaften antimikrobieller anionischer Tenside werden hauptsächlich durch die Natur der antimikrobiellen Einheiten bestimmt, die sie tragen.In kolloidalen Lösungen wie natürlichen Latizes und Beschichtungen binden hydrophile Ketten an wasserlösliche Dispergiermittel, und hydrophobe Ketten binden an hydrophobe Dispersionen durch gerichtete Adsorption, wodurch die Zweiphasengrenzfläche in einen dichten molekularen Grenzflächenfilm umgewandelt wird.Die bakterienhemmenden Gruppen auf dieser dichten Schutzschicht hemmen das Bakterienwachstum.
Der Mechanismus der bakteriellen Hemmung anionischer Tenside unterscheidet sich grundlegend von dem kationischer Tenside.Die bakterielle Hemmung anionischer Tenside hängt mit ihrem Lösungssystem und den Hemmgruppen zusammen, so dass diese Art von Tensid begrenzt sein kann.Diese Art von Tensid muss in ausreichenden Mengen vorhanden sein, damit das Tensid in jeder Ecke des Systems vorhanden ist, um eine gute mikrobizide Wirkung zu erzielen.Gleichzeitig fehlt es dieser Art von Tensiden an Lokalisierung und Zielgerichtetheit, was nicht nur unnötige Verschwendung verursacht, sondern auch Resistenzen über einen langen Zeitraum schafft.
Als Beispiel wurden Biotenside auf der Basis von Alkylsulfonaten in der klinischen Medizin verwendet.Alkylsulfonate wie Busulfan und Treosulfan behandeln hauptsächlich myeloproliferative Erkrankungen, indem sie eine Quervernetzung zwischen Guanin und Ureapurin bewirken, während diese Veränderung nicht durch zelluläres Korrekturlesen repariert werden kann, was zu apoptotischem Zelltod führt.
3.2 Antimikrobielle Eigenschaften von kationischen Gemini-Tensiden
Der Haupttyp der entwickelten kationischen Gemini-Tenside sind Gemini-Tenside vom quaternären Ammoniumsalztyp.Kationische Gemini-Tenside vom quaternären Ammoniumtyp haben eine starke bakterizide Wirkung, weil es zwei hydrophobe lange Alkanketten in baryonischen Tensidmolekülen vom quaternären Ammoniumtyp gibt und die hydrophoben Ketten eine hydrophobe Adsorption mit der Zellwand bilden (Peptidoglykan);Gleichzeitig enthalten sie zwei positiv geladene Stickstoffionen, die die Adsorption von Tensidmolekülen an der Oberfläche negativ geladener Bakterien fördern, und durch Eindringen und Diffusion dringen die hydrophoben Ketten tief in die Lipidschicht der Bakterienzellmembran ein und verändern die Permeabilität der Zellmembran, was zum Bruch des Bakteriums führt, zusätzlich zu hydrophilen Gruppen tief in das Protein, was zum Verlust der Enzymaktivität und Proteindenaturierung führt, aufgrund der kombinierten Wirkung dieser beiden Wirkungen, wodurch das Fungizid a starke bakterizide Wirkung.
Aus Umweltgesichtspunkten haben diese Tenside jedoch hämolytische Aktivität und Zytotoxizität, und eine längere Kontaktzeit mit Wasserorganismen und ein biologischer Abbau können ihre Toxizität erhöhen.
3.3 Antibakterielle Eigenschaften von nichtionischen Gemini-Tensiden
Derzeit gibt es zwei Arten von nichtionischen Gemini-Tensiden, eines ist ein Zuckerderivat und das andere ist Alkoholether und Phenolether.
Der antibakterielle Mechanismus von von Zucker abgeleiteten Biotensiden basiert auf der Affinität der Moleküle, und von Zucker abgeleitete Tenside können an Zellmembranen binden, die eine große Anzahl von Phospholipiden enthalten.Wenn die Konzentration von oberflächenaktiven Zuckerderivaten ein bestimmtes Niveau erreicht, verändert sie die Durchlässigkeit der Zellmembran, bildet Poren und Ionenkanäle, was den Transport von Nährstoffen und den Gasaustausch beeinträchtigt, was zum Ausfließen von Inhalten führt und schließlich zum Tod der Zellmembran führt Bakterium.
Der antibakterielle Mechanismus von antimikrobiellen Wirkstoffen aus Phenol- und Alkoholethern besteht darin, auf die Zellwand oder Zellmembran und Enzyme einzuwirken, Stoffwechselfunktionen zu blockieren und regenerative Funktionen zu stören.Beispielsweise werden antimikrobielle Arzneimittel aus Diphenylethern und ihren Derivaten (Phenolen) in Bakterien- oder Viruszellen eingetaucht und wirken durch die Zellwand und Zellmembran, wobei sie die Wirkung und Funktion von Enzymen, die mit der Synthese von Nukleinsäuren und Proteinen in Verbindung stehen, hemmen und einschränken Wachstum und Vermehrung von Bakterien.Es lähmt auch die Stoffwechsel- und Atmungsfunktionen der Enzyme innerhalb der Bakterien, die dann versagen.
3.4 Antibakterielle Eigenschaften von amphoteren Gemini-Tensiden
Amphotere Gemini-Tenside sind eine Klasse von Tensiden, die sowohl Kationen als auch Anionen in ihrer Molekülstruktur aufweisen, in wässriger Lösung ionisieren können und die Eigenschaften von anionischen Tensiden in einem Mediumzustand und kationischen Tensiden in einem anderen Mediumzustand zeigen.Der Mechanismus der bakteriellen Hemmung von amphoteren Tensiden ist nicht schlüssig, aber es wird allgemein angenommen, dass die Hemmung ähnlich der von quaternären Ammoniumtensiden sein kann, wo das Tensid leicht auf der negativ geladenen Bakterienoberfläche adsorbiert wird und den bakteriellen Metabolismus stört.
3.4.1 Antimikrobielle Eigenschaften von Aminosäure-Gemini-Tensiden
Das baryonische Tensid vom Aminosäuretyp ist ein kationisches amphoteres baryonisches Tensid, das aus zwei Aminosäuren besteht, so dass sein antimikrobieller Mechanismus dem des baryonischen Tensids vom quaternären Ammoniumsalztyp ähnlicher ist.Der positiv geladene Teil des Tensids wird aufgrund elektrostatischer Wechselwirkung von dem negativ geladenen Teil der bakteriellen oder viralen Oberfläche angezogen, und anschließend binden die hydrophoben Ketten an die Lipiddoppelschicht, was zum Ausfluss von Zellinhalten und Lyse bis zum Tod führt.Es hat wesentliche Vorteile gegenüber Gemini-Tensiden auf Basis von quaternärem Ammonium: leichte biologische Abbaubarkeit, geringe hämolytische Aktivität und geringe Toxizität, sodass es für seine Anwendung weiterentwickelt und sein Anwendungsgebiet erweitert wird.
3.4.2 Antibakterielle Eigenschaften von Gemini-Tensiden, die keine Aminosäuren sind
Die amphoteren Gemini-Tenside vom Nicht-Aminosäuretyp haben oberflächenaktive Molekülreste, die sowohl nichtionisierbare positive als auch negative Ladungszentren enthalten.Die wichtigsten Gemini-Tenside vom Nicht-Aminosäuretyp sind Betain, Imidazolin und Aminoxid.Amphotere Tenside vom Betaintyp als Beispiel haben sowohl anionische als auch kationische Gruppen in ihren Molekülen, die nicht leicht durch anorganische Salze angegriffen werden und sowohl in sauren als auch alkalischen Lösungen Tensidwirkungen haben, und der antimikrobielle Mechanismus von kationischen Gemini-Tensiden ist gefolgt in sauren Lösungen und die von anionischen Gemini-Tensiden in alkalischen Lösungen.Es hat auch eine hervorragende Kompoundierungsleistung mit anderen Arten von Tensiden.
04 Fazit und Ausblick
Gemini-Tenside werden aufgrund ihrer besonderen Struktur zunehmend im Leben verwendet und finden breite Anwendung in den Bereichen antibakterielle Sterilisation, Lebensmittelherstellung, Entschäumung und Schaumhemmung, langsame Freisetzung von Arzneimitteln und industrielle Reinigung.Mit der steigenden Nachfrage nach grünem Umweltschutz werden Gemini-Tenside schrittweise zu umweltfreundlichen und multifunktionalen Tensiden entwickelt.Zukünftige Forschung zu Gemini-Tensiden kann in folgenden Aspekten durchgeführt werden: Entwicklung neuer Gemini-Tenside mit speziellen Strukturen und Funktionen, insbesondere Stärkung der Forschung zu antibakteriellen und antiviralen Mitteln;Compoundieren mit üblichen Tensiden oder Zusatzstoffen, um Produkte mit besserer Leistung zu bilden;und die Verwendung billiger und leicht verfügbarer Rohstoffe zur Synthese umweltfreundlicher Gemini-Tenside.
Postzeit: 25. März 2022