连年来，细菌感染层见错出，耐药性病株的出现使得东说念主们对于一些感染病例安坐待毙，蹙迫需要确立新的抗菌剂及贪图范例来措置这个问题。常用的抗菌剂有重金属[1]、季铵盐[2]、壳聚糖[3]等，但这些惯例抗菌剂频频会产生耐药性。光能源抗菌化学疗法(photodynamic antimicrobial chemotherapy， PACT)[4]四肢最具远景的新疗法之一，有望替代抗生素和惯例抗菌剂用于感染方面的诊疗。PACT基于光能源疗法(photodynamic therapy， PDT)，愚弄光敏剂在可见光的映照下产生光毒性单线态氧(1O2)灭活微生物。1O2莫得特异性的靶辩论，因此PACT在灭菌的经过中不易使微生物产生耐药性[5]。PACT常用的光敏剂有亚甲基蓝、卟啉类等，由于自己所带的正电荷使得其对细菌具有爽朗的抗菌规则[5]。将光敏剂固定化，为其捏续和可近似愚弄提供了条目。当今直播 勾引，光敏剂在壳聚糖、硅胶、甲基丙烯酸养殖物等多样载体上的固定化已被等闲贪图[6-7]。但对于阳离子光敏剂在水凝胶基材上的负载，其用于光能源抗菌方面的贪图较少。比较于其他的材料，水凝胶具有爽朗的生物相容性、可加工性、特定的刺激反应性。用其四肢基体材料不错通过多种方式达成光敏剂的固定化，在诸多规模具有等闲的用途[8]。

本使命率先通过MMT独有的层间阳离子交换性能，分离吸附3种阳离子光敏剂，然后将其均匀分散在PVA-SbQ溶液中，然后愚弄紫外光交联法，使SbQ基团发生光二聚反应，分子链之间发生交联，酿成具有三维网罗结构的水凝胶。分析光交联经过中光照本事对光敏剂性能的影响及水凝胶的溶胀性能，临了探究3种水凝胶对金黄色葡萄球菌的光敏抗菌规则。

1 履行材料与范例 1.1 履行材料

PVA-SbQ(苯乙烯吡啶盐的摩尔分数为4.1%)，上海广毅印刷器材科技有限公司；无机纳米蒙脱土，浙江丰虹新材料股份有限公司；亚甲基蓝(MB)、meso-四(1-甲基吡啶嗡-4-基)卟吩对甲苯磺酸盐(TMPyP)、meso-四(N-甲基-4-吡啶)卟吩四氯化锌(Zn-TMPyP)，上海维塔试剂有限公司；金黄色葡萄球菌(ATCC6538)，上海协久生物科技有限公司；PBS缓冲液(pH=7.4)，好处；去离子水，江南大学后勤经管中心。

1.2 紫外光交联法制备光敏抗菌型水凝胶

经反复超声处理配制0.1%(质地分数)的MMT溶液，然后分离取1mL浓度为100μmol/L的TMPyP，Zn-TMPyP，MB水溶液和1mL的MMT溶液加入烧杯，搅动均匀后加入5mL质地分数为50%的PVA-SbQ水溶液，磁力搅动30min后，将搀杂溶液转机到聚PTFE培养皿中。在培养皿上方诡秘一层保鲜膜可贵水分挥发，临了将其舍弃在氙灯(确立365nm滤光片)下映照2h，得回光敏抗菌型水凝胶。

1.3 光敏剂光漂白测试

分离配制浓度为25μmol/L的TMPyP，Zn-TMPyP水溶液和50μmol/L的MB水溶液。以去离子水的给与光谱四肢基线，扫描波长界限为300~650nm。分离取4mL对应的光敏药物溶液在氙灯(确立365nm滤光片)下映照1~5h，每小时扫描一次溶液的给与光谱。相同的范例，移除365nm滤光片，确立420nm滤光片(λ≥420nm)在氙灯下映照0~120min，每隔10min在波长420.7，434.8，664nm处测3种溶液的吸光度变化。

1.4 水凝胶溶胀性能测试

将所得3种水凝胶冻干膜编著成小块，每种水凝胶膜分为3个平行组。把水凝胶膜浸没在过量去离子水中，在25℃恒温水浴锅中舍弃，每隔1h取出水凝胶，用滤纸拭去名义的水分，然后在电子天平上称重，直至达到溶胀均衡。水凝胶溶胀比S为：

(1)

式中：WR，W0分离为每小时水凝胶吸水后的质地和干凝胶的质地。

1.5 抗菌测试

参考AATCC 100-2012对水凝胶光敏抗菌性能进行评价。在水凝胶冻干膜样品上剪取多少个体式、厚度均一的圆形试样，平铺于24孔板内。取0.1mL浓度为1×108~3×108CFU/mL的金黄色葡萄球菌菌液(PBS缓冲液)接种在各试样上。每个样品中分为两组，分离置于光照及暗室的环境下培养30min，随后在含有试样的对应的24孔板内加入0.9mL PBS缓冲液，搀杂均匀后将原菌液及试样上的菌液在离心管中规律等梯度稀释106倍，制作出10倍稀释系列。分离从稀释系列的各离心管中取10μL溶液注入含琼脂培养基的平板上，置于37℃的恒温培养箱中培养24h。临了对其菌落数测定，策画出细菌存活率，造反菌规则进行评价。

1.6 其他分析测试

用S-4800型扫描电子显微镜进行水凝胶名义描摹分析；用JEOL-2010型透射电子显微镜对MMT和水凝胶进行表征；用Q500热重仪分析水凝胶的热性能(升温速度为10℃/min，最高温度为600℃)。

2 规则与分析 2.1 水凝胶的描摹结构

图 1为TMPyP，Zn-TMPyP和MB 3种光敏剂的水凝胶的什物图与SEM图。由图 1(a-1)， (b-1)， (c-1)可知，水凝胶的外不雅均质透明，匀整协调，3种水凝胶均呈现出光敏剂特征的阵势属性。MMT通过层间阳离子交换作用吸附光敏剂[9]，幸免了光敏剂辘集气候的产生[10]，这是均质水凝胶成型的基础。

由图 1(b-2)，(c-2)纵切面不雅察到，水凝胶具有联通的多孔三维网罗结构，图 1(b-3)， (c-3)的横切面酿成链接的片层结构，MMT/TMPyP水凝胶电镜图尤为彰着。这是由于在冷冻经过中，凝胶中的水在低温条目下成核结晶，酿成冰峰，跟着热量的传递，冰峰缓缓接近凝胶名义，酿成清醒的冰柱，低压条目下冰柱干燥升华，酿成水凝胶的多孔结构[11-12]。这种多孔结构极大加多了水凝胶的比名义积，故意于光敏剂的开释偏激与底物斗争。

图 2为MMT，MMT/TMPyP水凝胶的TEM图。从图 2(a)中不错看出，经过超声处理后，MMT片层结构被撑开，泄表露MMT的片层条纹结构，阵势较深的是MMT片层，阵势较浅的为片层疏忽[13]。图 2(b)中吸附TMPyP的片层MMT均匀分散在PVA-SbQ载体中，从微不雅层面评释了图 1中均质褂讪水凝胶的成型。

2.2 光敏剂的光漂白

图 3为3种光敏剂的紫外光及可见光漂白弧线。光漂白是指光敏剂与光子相互作用时，除生成1O2外，还会伴跟着发生光降解、光缔合等其他光化学副反应[14]，闭塞光敏剂的分子结构，裁汰光敏化才能。图 3(a)，(b)，(c)分离为TMPyP，Zn-TMPyP，MB的紫外光漂白弧线。不错看出，即使经过5h的紫外光映照，光敏剂的给与弧线均莫得发生彰着裁汰，保证了水凝胶制备经过中光敏剂的光敏化性能。

图 3(d)为3种光敏剂的可见光漂白弧线。可知，在可见光映照下(λ≥420nm)，3种光敏剂均发生部分光降解。两种卟啉类光敏剂较为褂讪，而MB光降解达到49.7%。MB是氮硫杂蒽化合物酿成的三环状结构，而卟啉是由26个π电子酿成的高度共轭大环结构，因此卟啉的褂讪性高于MB。与TMPyP比较，Zn-TMPyP中Zn2+的存在使得卟啉环在与光子的相互作用中更容易产生电子跃迁[15]，因此Zn-TMPyP的降解速度高于TMPyP。

2.3 水凝胶的溶胀性能

图 4为3种光敏水凝胶的溶胀性能弧线。可知，3种水凝胶的溶胀趋势基本一致，跟着本事的加多，溶胀速度皆呈线性增长，12h后基本达到溶胀均衡，3种水凝胶均衡溶胀比迥异。溶胀经过中，水分子从外部浸透到水凝胶体系内，使其溶胀，同期辘集物分子链的膨胀使三维网罗结构受到应力作用，使分子网产生消弱趋势，当两种相背的倾向相互对消时，达到了溶胀均衡[16-17]。3种水凝胶的均衡溶胀比大小不同，可能与光敏剂分子量大小联系。TMPyP，Zn-TMPyP和MB分子量规律裁汰，与MMT辘集后酿成的粒径大小也规律裁汰，因此MMT/PS在水凝胶中填充的网罗赋闲大小不同，当水凝胶浸没在水中时，部分MMT/PS会脱离出来，对应的网罗赋闲由水分子填充。TMPyP，Zn-TMPyP和MB水凝胶的网罗赋闲缓缓减小，因此对应溶胀比规律减小。

2.4 水凝胶的热学性能

图 5为3种光敏水凝胶的TGA弧线，插图为TMPyP水凝胶的DTG弧线。可知，3种水凝胶的弧线基本齐备重合，其热明白特色一致，标明光敏剂的负载不会影响水凝胶载体的热学性能。辘集TMPyP水凝胶的TGA和DTG弧线可知，水凝胶主要有3个失重区间[18-19]：第1失重区溜达在50~160℃，对应着游离水及辘集水的脱结；第2失重区溜达在230~330℃，对应为PVA-SbQ的降解；第3失重区溜达在360~480℃，对应着水凝胶中PVA-SbQ降解产生的带有醛基(R—CHO)和烯类(R1CH＝CHR2)封端的有机物。在500~600℃界限内的物资为副产品熔融产生的炭渣和高熔点副产品。

2.5 水凝胶的光敏抗菌性能

图 6为3种光敏水凝胶对金黄色葡萄球菌的抗菌规则。不错看出，水凝胶对金黄色葡萄球菌均具有一定的杀灭规则。在光照及暗室培养环境下，对照组均未产生抗菌规则，而复合了光敏剂的Zn-TMPyP，TMPyP和MB水凝胶，在可见光映照条目下(λ≥420nm)细菌的存活率分离为1.51%，47.26%，74.58%，对应光敏剂游离时的1O2量子产率分离为0.88，0.74，0.49[20]。光敏剂的1O2量子产率越高，其光能源抗菌规则越佳，可是光敏剂被负载光泽敏化性能下落[5]。负载MB的水凝胶光敏抗菌性能较差，可能是由于30min光照使其部分光降解，导致其光敏化才能裁汰。光照30min后，2种卟啉光敏剂的降解率较低，但TMPyP水凝胶的杀菌规则一般，可能是因为其1O2量子产率低于Zn-TMPyP，被负载后量子产率进一步裁汰。Zn-TMPyP对金黄色葡萄球菌的杀灭规则达到98.49%，具有最好的抗菌规则。一方面是因为高1O2量子产率，另一方面，Zn-TMPyP中Zn2+对细菌有一定杀灭规则。在暗室条目下，水凝胶有一定的抑菌规则，这可能是由于光敏剂穿透细菌细胞壁，干预细胞内对细菌DNA产生损伤导致细菌裂解所致[21]。

3 论断

(1) 奏凯制备了TMPyP，Zn-TMPyP和MB 3种阳离子光敏抗菌水凝胶。其外不雅均质透明、匀整协调。制备经过中，紫外辐照不会影响光敏剂光敏化性能，冷冻干燥后里面酿成联通的三维网罗多孔结构，具有爽朗的溶胀性能。

(2) 3种光敏水凝胶热明白性能基本一致，光敏剂的存在不会影响载体热学性能。

av网

(3) Zn-TMPyP水凝胶具有最好的光敏抗菌规则直播 勾引，其对金黄色葡萄球菌的杀灭规则达到98.49%，另外2种水凝胶也具有一定的抑菌规则。