Nakatuon ang artikulong ito sa antimicrobial na mekanismo ng Gemini Surfactants, na inaasahang magiging epektibo sa pagpatay ng bacteria at maaaring magbigay ng ilang tulong sa pagpapabagal sa pagkalat ng mga bagong coronavirus.
Surfactant, na isang contraction ng mga pariralang Surface, Active at Agent. Ang mga surfactant ay mga sangkap na aktibo sa mga ibabaw at mga interface at may napakataas na kakayahan at kahusayan sa pagbabawas ng tensyon sa ibabaw (hangganan), na bumubuo ng mga molekular na nakaayos na mga pagtitipon sa mga solusyon na higit sa isang tiyak na konsentrasyon at sa gayon ay mayroong isang hanay ng mga function ng aplikasyon. Ang mga surfactant ay nagtataglay ng mahusay na dispersibility, wettability, emulsification ability, at antistatic properties, at naging pangunahing materyales para sa pagpapaunlad ng maraming larangan, kabilang ang larangan ng fine chemicals, at may malaking kontribusyon sa pagpapabuti ng mga proseso, pagbabawas ng pagkonsumo ng enerhiya, at pagtaas ng kahusayan sa produksyon. . Sa pag-unlad ng lipunan at patuloy na pag-unlad ng antas ng industriya sa mundo, unti-unting kumalat ang paggamit ng mga surfactant mula sa pang-araw-araw na paggamit ng mga kemikal sa iba't ibang larangan ng pambansang ekonomiya, tulad ng mga antibacterial agent, food additives, bagong larangan ng enerhiya, pollutant treatment at mga biopharmaceutical.
Ang mga conventional surfactant ay mga "amphiphilic" compound na binubuo ng mga polar hydrophilic group at nonpolar hydrophobic group, at ang kanilang mga molekular na istruktura ay ipinapakita sa Figure 1(a).
Sa kasalukuyan, sa pag-unlad ng refinement at systematization sa industriya ng pagmamanupaktura, ang pangangailangan para sa mga katangian ng surfactant sa proseso ng produksyon ay unti-unting tumataas, kaya mahalagang hanapin at bumuo ng mga surfactant na may mas mataas na mga katangian sa ibabaw at may mga espesyal na istruktura. Ang pagtuklas ng Gemini Surfactants ay tumulay sa mga puwang na ito at nakakatugon sa mga kinakailangan ng pang-industriyang produksyon. Ang isang karaniwang Gemini surfactant ay isang tambalang may dalawang hydrophilic na grupo (karaniwan ay ionic o nonionic na may hydrophilic properties) at dalawang hydrophobic alkyl chain.
Gaya ng ipinapakita sa Figure 1(b), sa kaibahan sa mga conventional single-chain surfactant, ang Gemini Surfactants ay nag-uugnay sa dalawang hydrophilic group na magkasama sa pamamagitan ng isang linking group (spacer). Sa madaling sabi, ang istruktura ng isang Gemini surfactant ay mauunawaan bilang nabuo sa pamamagitan ng matalinong pagsasama-sama ng dalawang hydrophilic head group ng isang conventional surfactant kasama ng isang linkage group.
Ang espesyal na istraktura ng Gemini Surfactant ay humahantong sa mataas na aktibidad nito sa ibabaw, na higit sa lahat ay dahil sa:
(1) ang pinahusay na hydrophobic effect ng dalawang hydrophobic tail chain ng Gemini Surfactant molecule at ang tumaas na tendensya ng surfactant na umalis sa aqueous solution.
(2) Ang tendensya ng hydrophilic head group na maghiwalay sa isa't isa, lalo na ang mga ionic head group dahil sa electrostatic repulsion, ay lubos na humina sa pamamagitan ng impluwensya ng spacer;
(3) Ang espesyal na istraktura ng Gemini Surfactants ay nakakaapekto sa kanilang gawi sa pagsasama-sama sa may tubig na solusyon, na nagbibigay sa kanila ng mas kumplikado at variable na morpolohiya ng pagsasama-sama.
Ang mga Gemini Surfactant ay may mas mataas na aktibidad sa ibabaw (hangganan), mas mababang kritikal na konsentrasyon ng micelle, mas mahusay na pagkabasa, kakayahan sa emulsification at kakayahan na antibacterial kumpara sa mga conventional surfactant. Samakatuwid, ang pagbuo at paggamit ng Gemini Surfactants ay may malaking kahalagahan para sa pagbuo at paggamit ng mga surfactant.
Ang "amphiphilic structure" ng mga conventional surfactant ay nagbibigay sa kanila ng mga natatanging katangian sa ibabaw. Tulad ng ipinapakita sa Figure 1(c), kapag ang isang conventional surfactant ay idinagdag sa tubig, ang hydrophilic head group ay may posibilidad na matunaw sa loob ng aqueous solution, at ang hydrophobic group ay pumipigil sa paglusaw ng surfactant molecule sa tubig. Sa ilalim ng pinagsamang epekto ng dalawang trend na ito, ang mga surfactant molecule ay pinayaman sa gas-liquid interface at sumasailalim sa isang maayos na pag-aayos, at sa gayon ay binabawasan ang pag-igting sa ibabaw ng tubig. Hindi tulad ng mga conventional surfactant, ang Gemini Surfactants ay mga "dimer" na nag-uugnay sa mga conventional surfactant sa pamamagitan ng mga spacer group, na maaaring mabawasan ang tensyon sa ibabaw ng tubig at oil/water interfacial tension nang mas epektibo. Bilang karagdagan, ang mga Gemini Surfactant ay may mas mababang mga kritikal na konsentrasyon ng micelle, mas mahusay na tubig solubility, emulsification, foaming, basa at antibacterial properties.
| Panimula ng Gemini Surfactants Noong 1991, inihanda nina Menger at Littau [13] ang unang bis-alkyl chain surfactant na may matibay na grupo ng linkage, at pinangalanan itong "Gemini surfactant". Sa parehong taon, ang Zana et al [14] ay naghanda ng isang serye ng quaternary ammonium salt Gemini Surfactants sa unang pagkakataon at sistematikong sinisiyasat ang mga katangian ng seryeng ito ng quaternary ammonium salt Gemini Surfactants. 1996, ang mga mananaliksik ay nag-generalize at tinalakay ang surface (boundary) na pag-uugali, mga katangian ng pagsasama-sama, solusyon rheology at phase na pag-uugali ng iba't ibang Gemini Surfactant kapag pinagsama sa mga conventional surfactant. Noong 2002, sinisiyasat ni Zana [15] ang epekto ng iba't ibang grupo ng linkage sa gawi ng pagsasama-sama ng Gemini Surfactants sa aqueous solution, isang gawaing lubos na nagpasulong sa pagbuo ng mga surfactant at may malaking kahalagahan. Nang maglaon, nag-imbento ang Qiu et al [16] ng bagong paraan para sa synthesis ng Gemini Surfactants na naglalaman ng mga espesyal na istruktura batay sa cetyl bromide at 4-amino-3,5-dihydroxymethyl-1,2,4-triazole, na higit na nagpayaman sa paraan ng Gemini Surfactant synthesis. |
Ang pananaliksik sa Gemini Surfactants sa China ay nagsimula nang huli; noong 1999, si Jianxi Zhao mula sa Fuzhou University ay gumawa ng isang sistematikong pagsusuri ng dayuhang pananaliksik sa Gemini Surfactants at nakakuha ng atensyon ng maraming mga institusyong pananaliksik sa China. Pagkatapos nito, nagsimulang umunlad ang pananaliksik sa Gemini Surfactants sa China at nakamit ang mabungang resulta. Sa mga nagdaang taon, itinalaga ng mga mananaliksik ang kanilang sarili sa pagbuo ng mga bagong Gemini Surfactant at ang pag-aaral ng kanilang mga nauugnay na katangian ng physicochemical. Kasabay nito, ang mga aplikasyon ng Gemini Surfactants ay unti-unting binuo sa larangan ng isterilisasyon at antibacterial, produksyon ng pagkain, defoaming at pagsugpo sa bula, mabagal na paglabas ng gamot at paglilinis ng industriya. Batay sa kung ang mga hydrophilic na grupo sa mga molekula ng surfactant ay sinisingil o hindi at ang uri ng singil na dala ng mga ito, ang Gemini Surfactant ay maaaring hatiin sa mga sumusunod na kategorya: cationic, anionic, nonionic at amphoteric Gemini Surfactants. Kabilang sa mga ito, ang cationic Gemini Surfactants ay karaniwang tumutukoy sa quaternary ammonium o ammonium salt Gemini Surfactants, ang anionic Gemini Surfactants ay kadalasang tumutukoy sa Gemini Surfactants na ang mga hydrophilic group ay sulfonic acid, phosphate at carboxylic acid, habang ang nonionic Gemini Surfactant ay karamihan ay polyoxyethylene Gemini Surfactants.
1.1 Cationic Gemini Surfactant
Maaaring ihiwalay ng Cationic Gemini Surfactants ang mga cation sa mga may tubig na solusyon, pangunahin ang ammonium at quaternary ammonium salt Gemini Surfactants. Ang Cationic Gemini Surfactants ay may mahusay na biodegradability, malakas na kakayahan sa pag-decontamination, matatag na mga katangian ng kemikal, mababang toxicity, simpleng istraktura, madaling synthesis, madaling paghihiwalay at paglilinis, at mayroon ding mga katangian ng bactericidal, anticorrosion, antistatic na katangian at lambot.
Ang Quaternary ammonium salt-based Gemini Surfactant ay karaniwang inihahanda mula sa mga tertiary amine sa pamamagitan ng mga reaksiyong alkylation. Mayroong dalawang pangunahing sintetikong pamamaraan tulad ng sumusunod: ang isa ay ang pag-quaternize ng dibromo-substituted alkanes at single long-chain alkyl dimethyl tertiary amines; ang isa pa ay ang pag-quaternize ng 1-bromo-substituted long-chain alkanes at N,N,N',N'-tetramethyl alkyl diamines na may anhydrous ethanol bilang solvent at heating reflux. Gayunpaman, ang dibromo-substituted alkanes ay mas mahal at karaniwang na-synthesize ng pangalawang paraan, at ang equation ng reaksyon ay ipinapakita sa Figure 2.
1.2 Anionic Gemini Surfactant
Ang Anionic Gemini Surfactants ay maaaring maghiwalay ng mga anion sa may tubig na solusyon, pangunahin ang mga sulfonate, sulfate salts, carboxylates at phosphate salts na uri ng Gemini Surfactants. Ang mga anionic surfactant ay may mas mahusay na mga katangian tulad ng decontamination, foaming, dispersion, emulsification at wetting, at malawakang ginagamit bilang mga detergent, foaming agent, wetting agent, emulsifier at dispersant.
1.2.1 Sulfonate
Ang mga biosurfactant na nakabatay sa sulfonate ay may mga pakinabang ng mahusay na solubility sa tubig, mahusay na pagkabasa, mahusay na temperatura at paglaban sa asin, mahusay na detergency, at malakas na kakayahan sa dispersing, at malawak itong ginagamit bilang mga detergent, foaming agent, wetting agent, emulsifier, at dispersant sa petrolyo, industriya ng tela, at pang-araw-araw na paggamit ng mga kemikal dahil sa medyo malawak na pinagkukunan ng mga hilaw na materyales, simpleng proseso ng produksyon, at mababang gastos. Si Li et al ay nag-synthesize ng isang serye ng bagong dialkyl disulfonic acid na Gemini Surfactants (2Cn-SCT), isang tipikal na sulfonate-type na baryonic surfactant, gamit ang trichloramine, aliphatic amine at taurine bilang hilaw na materyales sa isang tatlong hakbang na reaksyon.
1.2.2 Sulfate salts
Ang mga sulfate ester salts doublet surfactant ay may mga pakinabang ng ultra-low surface tension, mataas na aktibidad sa ibabaw, mahusay na solubility sa tubig, malawak na mapagkukunan ng mga hilaw na materyales at medyo simpleng synthesis. Mayroon din itong mahusay na pagganap sa paghuhugas at kakayahang bumubula, matatag na pagganap sa matigas na tubig, at ang mga sulfate ester salt ay neutral o bahagyang alkalina sa may tubig na solusyon. Gaya ng ipinapakita sa Figure 3, ginamit ni Sun Dong et al ang lauric acid at polyethylene glycol bilang pangunahing hilaw na materyales at idinagdag ang sulfate ester bonds sa pamamagitan ng substitution, esterification at addition reactions, kaya na-synthesize ang sulfate ester salt type na baryonic surfactant-GA12-S-12.
1.2.3 Mga carboxylic acid salts
Ang mga Gemini Surfactant na nakabatay sa carboxylate ay kadalasang banayad, berde, madaling nabubulok at may masaganang pinagmumulan ng natural na hilaw na materyales, mataas na metal chelating properties, magandang hard water resistance at calcium soap dispersion, magandang foaming at wetting properties, at malawakang ginagamit sa mga parmasyutiko, tela, pinong kemikal at iba pang larangan. Ang pagpapakilala ng mga grupo ng amide sa mga biosurfactant na nakabatay sa carboxylate ay maaaring mapahusay ang biodegradability ng mga molekula ng surfactant at gawin din ang mga ito na magkaroon ng mahusay na mga katangian ng basa, emulsification, dispersion at decontamination. Nag-synthesize si Mei et al ng isang carboxylate-based baryonic surfactant CGS-2 na naglalaman ng mga grupo ng amide gamit ang dodecylamine, dibromoethane at succinic anhydride bilang mga hilaw na materyales.
1.2.4 Phosphate salts
Ang uri ng asin ng Phosphate ester na Gemini Surfactant ay may katulad na istraktura sa mga natural na phospholipid at madaling makabuo ng mga istruktura tulad ng reverse micelles at vesicle. Ang uri ng asin ng Phosphate ester na Gemini Surfactant ay malawakang ginagamit bilang mga antistatic agent at laundry detergent, habang ang kanilang mataas na emulsification properties at medyo mababa ang irritation ay humantong sa kanilang malawak na paggamit sa personal na pangangalaga sa balat. Ang ilang mga phosphate ester ay maaaring maging anticancer, antitumor at antibacterial, at dose-dosenang mga gamot ang nabuo. Ang mga biosurfactant ng uri ng phosphate ester salt ay may mataas na katangian ng emulsification para sa mga pestisidyo at maaaring gamitin hindi lamang bilang antibacterial at insecticides kundi pati na rin bilang mga herbicide. Pinag-aralan ni Zheng et al ang synthesis ng phosphate ester salt Gemini Surfactants mula sa P2O5 at ortho-quat-based oligomeric diols, na may mas mahusay na epekto sa pag-wetting, magandang antistatic properties, at medyo simpleng proseso ng synthesis na may banayad na kondisyon ng reaksyon. Ang molecular formula ng potassium phosphate salt baryonic surfactant ay ipinapakita sa Figure 4.
1.3 Non-ionic Gemini Surfactant
Ang mga nonionic Gemini Surfactant ay hindi maaaring ihiwalay sa may tubig na solusyon at umiiral sa molecular form. Ang ganitong uri ng baryonic surfactant ay hindi gaanong pinag-aralan sa ngayon, at mayroong dalawang uri, ang isa ay derivative ng asukal at ang isa ay alcohol ether at phenol ether. Ang mga nonionic Gemini Surfactant ay hindi umiiral sa ionic na estado sa solusyon, kaya mayroon silang mataas na katatagan, hindi madaling maapektuhan ng malakas na electrolytes, may mahusay na pagiging kumplikado sa iba pang mga uri ng surfactant, at may mahusay na solubility. Samakatuwid, ang mga nonionic surfactant ay may iba't ibang katangian tulad ng mahusay na detergency, dispersibility, emulsification, foaming, wettability, antistatic property at sterilization, at maaaring malawakang magamit sa iba't ibang aspeto tulad ng mga pestisidyo at coatings. Tulad ng ipinapakita sa Figure 5, noong 2004, si FitzGerald et al ay nag-synthesize ng polyoxyethylene based Gemini Surfactants (nonionic surfactants), na ang istraktura ay ipinahayag bilang (Cn-2H2n-3CHCH2O(CH2CH2O)mH)2(CH2)6 (o GemnEm).
02 Physicochemical properties ng Gemini Surfactants
2.1 Aktibidad ng Gemini Surfactants
Ang pinakasimpleng at pinakadirektang paraan upang suriin ang aktibidad sa ibabaw ng mga surfactant ay upang sukatin ang pag-igting sa ibabaw ng kanilang mga may tubig na solusyon. Sa prinsipyo, binabawasan ng mga surfactant ang pag-igting sa ibabaw ng isang solusyon sa pamamagitan ng oriented na pag-aayos sa ibabaw (hangganan) na eroplano (Larawan 1(c)). Ang kritikal na konsentrasyon ng micelle (CMC) ng Gemini Surfactants ay higit sa dalawang order ng magnitude na mas maliit at ang halaga ng C20 ay makabuluhang mas mababa kumpara sa mga maginoo na surfactant na may katulad na mga istraktura. Ang molekula ng baryonic surfactant ay nagtataglay ng dalawang hydrophilic group na tumutulong dito na mapanatili ang mahusay na solubility sa tubig habang may mahabang hydrophobic long chain. Sa interface ng tubig/hangin, ang mga nakasanayang surfactant ay maluwag na nakaayos dahil sa epekto ng paglaban sa spatial na site at ang pagtanggi ng mga homogenous na singil sa mga molekula, kaya humina ang kanilang kakayahang bawasan ang pag-igting sa ibabaw ng tubig. Sa kabaligtaran, ang mga nag-uugnay na grupo ng Gemini Surfactants ay covalently bonded upang ang distansya sa pagitan ng dalawang hydrophilic group ay mapanatili sa loob ng isang maliit na hanay (mas maliit kaysa sa distansya sa pagitan ng mga hydrophilic na grupo ng mga conventional surfactant), na nagreresulta sa mas mahusay na aktibidad ng Gemini Surfactants sa ibabaw (hangganan).
2.2 Istraktura ng pagpupulong ng Gemini Surfactants
Sa mga may tubig na solusyon, habang tumataas ang konsentrasyon ng baryonic surfactant, ang mga molekula nito ay bumabad sa ibabaw ng solusyon, na pinipilit ang ibang mga molekula na lumipat sa loob ng solusyon upang bumuo ng mga micelles. Ang konsentrasyon kung saan ang surfactant ay nagsisimulang bumuo ng mga micelles ay tinatawag na Critical Micelle Concentration (CMC). Tulad ng ipinapakita sa Figure 9, pagkatapos na ang konsentrasyon ay mas malaki kaysa sa CMC, hindi tulad ng mga maginoo na surfactant na pinagsama-sama upang bumuo ng spherical micelles, ang Gemini Surfactants ay gumagawa ng iba't ibang mga micelle morphologies, tulad ng mga linear at bilayer na istruktura, dahil sa kanilang mga katangiang istruktura. Ang mga pagkakaiba sa laki, hugis at hydration ng micelle ay may direktang epekto sa pag-uugali ng phase at rheological na katangian ng solusyon, at humantong din sa mga pagbabago sa viscoelasticity ng solusyon. Ang mga conventional surfactant, tulad ng anionic surfactants (SDS), ay kadalasang bumubuo ng spherical micelles, na halos walang epekto sa lagkit ng solusyon. Gayunpaman, ang espesyal na istraktura ng Gemini Surfactants ay humahantong sa pagbuo ng mas kumplikadong micelle morphology at ang mga katangian ng kanilang mga may tubig na solusyon ay naiiba nang malaki mula sa mga karaniwang surfactant. Ang lagkit ng mga may tubig na solusyon ng Gemini Surfactants ay tumataas sa pagtaas ng konsentrasyon ng Gemini Surfactants, marahil dahil ang nabuong mga linear na micelle ay nagsasama-sama sa isang tulad-web na istraktura. Gayunpaman, bumababa ang lagkit ng solusyon sa pagtaas ng konsentrasyon ng surfactant, marahil dahil sa pagkagambala ng istraktura ng web at pagbuo ng iba pang mga istruktura ng micelle.
03 Antimicrobial properties ng Gemini Surfactants
Bilang isang uri ng organic na antimicrobial agent, ang antimicrobial na mekanismo ng baryonic surfactant ay pangunahing pinagsasama nito sa mga anion sa ibabaw ng cell membrane ng mga microorganism o tumutugon sa mga grupo ng sulfhydryl upang guluhin ang paggawa ng kanilang mga protina at mga lamad ng cell, kaya sinisira ang mga microbial tissue upang pigilan. o pumatay ng mga mikroorganismo.
3.1 Antimicrobial properties ng anionic Gemini Surfactants
Ang mga antimicrobial na katangian ng mga antimicrobial anionic surfactant ay pangunahing tinutukoy ng likas na katangian ng antimicrobial moieties na dala nila. Sa mga colloidal na solusyon tulad ng mga natural na latex at coatings, ang mga hydrophilic chain ay nagbibigkis sa mga dispersant na nalulusaw sa tubig, at ang mga hydrophobic na chain ay magbibigkis sa mga hydrophobic dispersion sa pamamagitan ng directional adsorption, kaya binabago ang two-phase interface sa isang siksik na molecular interfacial film. Ang mga bacterial inhibitory group na ito sa siksik na proteksiyon na layer ay pumipigil sa paglaki ng bacteria.
Ang mekanismo ng pagsugpo sa bakterya ng mga anionic surfactant ay sa panimula ay naiiba sa mga cationic surfactant. Ang bacterial inhibition ng anionic surfactant ay nauugnay sa kanilang solution system at sa inhibition group, kaya ang ganitong uri ng surfactant ay maaaring limitado. Ang ganitong uri ng surfactant ay dapat na naroroon sa sapat na antas upang ang surfactant ay naroroon sa bawat sulok ng system upang makagawa ng magandang microbicidal effect. Kasabay nito, ang ganitong uri ng surfactant ay walang lokalisasyon at pag-target, na hindi lamang nagdudulot ng hindi kinakailangang basura, ngunit lumilikha din ng paglaban sa mahabang panahon.
Bilang halimbawa, ang mga biosurfaktan na nakabatay sa alkyl sulfonate ay ginamit sa klinikal na gamot. Pangunahing ginagamot ng mga alkyl sulfonate, gaya ng Busulfan at Treosulfan, ang mga myeloproliferative disease, na kumikilos upang makagawa ng cross-linking sa pagitan ng guanine at ureapurine, habang ang pagbabagong ito ay hindi maaaring ayusin sa pamamagitan ng cellular proofreading, na nagreresulta sa apoptotic cell death.
3.2 Antimicrobial properties ng cationic Gemini Surfactants
Ang pangunahing uri ng cationic Gemini Surfactants na binuo ay quaternary ammonium salt type Gemini Surfactants. Quaternary ammonium type cationic Gemini Surfactant ay may malakas na bactericidal effect dahil mayroong dalawang hydrophobic long alkane chain sa quaternary ammonium type baryonic surfactant molecules, at ang hydrophobic chain ay bumubuo ng hydrophobic adsorption na may cell wall (peptidoglycan); kasabay nito, naglalaman ang mga ito ng dalawang positibong sisingilin na nitrogen ions, na magsusulong ng adsorption ng mga surfactant molecule sa ibabaw ng negatibong sisingilin na bakterya, at sa pamamagitan ng pagtagos at pagsasabog, ang hydrophobic chain ay tumagos nang malalim sa bacterial cell membrane lipid layer, baguhin ang pagkamatagusin ng lamad ng cell, na humahantong sa pagkalagot ng bacterium, bilang karagdagan sa mga hydrophilic group na malalim sa protina, na humahantong sa pagkawala ng aktibidad ng enzyme at denaturation ng protina, dahil sa pinagsamang epekto ng dalawang epekto na ito, na ginagawang ang fungicide ay may isang malakas na bactericidal effect.
Gayunpaman, mula sa isang kapaligirang pananaw, ang mga surfactant na ito ay may hemolytic na aktibidad at cytotoxicity, at ang mas mahabang oras ng pakikipag-ugnay sa mga aquatic na organismo at ang biodegradation ay maaaring magpapataas ng kanilang toxicity.
3.3 Mga katangian ng antibacterial ng nonionic Gemini Surfactants
Sa kasalukuyan ay may dalawang uri ng nonionic Gemini Surfactants, ang isa ay isang sugar derivative at ang isa ay alcohol ether at phenol ether.
Ang mekanismo ng antibacterial ng mga biosurfactant na nagmula sa asukal ay batay sa pagkakaugnay ng mga molekula, at ang mga surfactant na nagmula sa asukal ay maaaring magbigkis sa mga lamad ng cell, na naglalaman ng isang malaking bilang ng mga phospholipid. Kapag ang konsentrasyon ng mga surfactant na derivative ng asukal ay umabot sa isang tiyak na antas, binabago nito ang pagkamatagusin ng lamad ng cell, na bumubuo ng mga pores at mga channel ng ion, na nakakaapekto sa transportasyon ng mga nutrients at gas exchange, na nagiging sanhi ng pag-agos ng mga nilalaman at sa huli ay humahantong sa pagkamatay ng bakterya.
Ang antibacterial na mekanismo ng phenolic at alcoholic ethers na mga antimicrobial agent ay kumikilos sa cell wall o cell membrane at enzymes, na humaharang sa metabolic function at nakakagambala sa regenerative functions. Halimbawa, ang mga antimicrobial na gamot ng diphenyl ethers at ang kanilang mga derivatives (phenols) ay inilulubog sa bacterial o viral cells at kumikilos sa pamamagitan ng cell wall at cell membrane, na pumipigil sa pagkilos at pag-andar ng mga enzyme na nauugnay sa synthesis ng mga nucleic acid at protina, na nililimitahan ang paglago at pagpaparami ng bakterya. Pinaparalisa rin nito ang metabolic at respiratory functions ng mga enzyme sa loob ng bacteria, na pagkatapos ay nabigo.
3.4 Mga katangian ng antibacterial ng amphoteric Gemini Surfactants
Ang Amphoteric Gemini Surfactant ay isang klase ng mga surfactant na may parehong mga cation at anion sa kanilang molecular structure, maaaring mag-ionize sa aqueous solution, at nagpapakita ng mga katangian ng anionic surfactant sa isang medium na kondisyon at cationic surfactant sa isa pang medium na kondisyon. Ang mekanismo ng pagsugpo sa bakterya ng mga amphoteric surfactant ay hindi tiyak, ngunit sa pangkalahatan ay pinaniniwalaan na ang pagsugpo ay maaaring katulad ng sa quaternary ammonium surfactant, kung saan ang surfactant ay madaling na-adsorbed sa negatibong sisingilin na ibabaw ng bakterya at nakakasagabal sa metabolismo ng bakterya.
3.4.1 Antimicrobial properties ng amino acid Gemini Surfactants
Ang uri ng amino acid na baryonic surfactant ay isang cationic amphoteric baryonic surfactant na binubuo ng dalawang amino acid, kaya ang mekanismong antimicrobial nito ay mas katulad ng quaternary ammonium salt type na baryonic surfactant. Ang positibong sisingilin na bahagi ng surfactant ay naaakit sa negatibong sisingilin na bahagi ng bacterial o viral surface dahil sa electrostatic interaction, at pagkatapos ay ang hydrophobic chain ay nagbubuklod sa lipid bilayer, na humahantong sa efflux ng mga nilalaman ng cell at lysis hanggang sa kamatayan. Ito ay may makabuluhang mga pakinabang sa quaternary ammonium-based Gemini Surfactants: madaling biodegradability, mababang hemolytic activity, at mababang toxicity, kaya ito ay binuo para sa aplikasyon nito at ang larangan ng aplikasyon nito ay pinalawak.
3.4.2 Mga katangian ng antibacterial ng hindi-amino acid na uri ng Gemini Surfactants
Ang non-amino acid type na amphoteric Gemini Surfactants ay may mga surface active molecular residues na naglalaman ng parehong non-ionizable positive at negative charge centers. Ang pangunahing non-amino acid type na Gemini Surfactants ay betaine, imidazoline, at amine oxide. Isinasaalang-alang ang uri ng betaine bilang halimbawa, ang mga betaine-type na amphoteric surfactant ay may mga anionic at cationic na grupo sa kanilang mga molekula, na hindi madaling maapektuhan ng mga inorganic na salts at may surfactant effect sa parehong acidic at alkaline na solusyon, at ang antimicrobial na mekanismo ng cationic Gemini Surfactants ay sinundan sa mga acidic na solusyon at ng anionic Gemini Surfactants sa mga alkaline na solusyon. Mayroon din itong mahusay na pagganap ng compounding sa iba pang mga uri ng surfactant.
04 Konklusyon at pananaw
Ang mga Gemini Surfactant ay lalong ginagamit sa buhay dahil sa kanilang espesyal na istraktura, at sila ay malawakang ginagamit sa larangan ng antibacterial sterilization, produksyon ng pagkain, defoaming at foam inhibition, drug slow release at pang-industriya na paglilinis. Sa pagtaas ng pangangailangan para sa berdeng proteksyon sa kapaligiran, ang Gemini Surfactants ay unti-unting binuo sa environment friendly at multifunctional surfactant. Ang hinaharap na pananaliksik sa Gemini Surfactants ay maaaring isagawa sa mga sumusunod na aspeto: pagbuo ng mga bagong Gemini Surfactant na may mga espesyal na istruktura at function, lalo na ang pagpapalakas ng pananaliksik sa antibacterial at antiviral; pagsasama-sama ng mga karaniwang surfactant o additives upang bumuo ng mga produkto na may mas mahusay na pagganap; at paggamit ng mura at madaling magagamit na mga hilaw na materyales upang i-synthesize ang mga Gemini Surfactant na makakalikasan.
Oras ng post: Mar-25-2022