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稀土離子與稀土氧化物抗菌劑的抗菌機理
發布時間：
2022-12-10 14:56
來源：
廣州晶傲
一、稀土離子的抗菌機理介紹
1、稀土離子與細胞壁和細胞膜發生相互作用，改變細胞結構，影響細菌的生理活動甚至導致細菌死亡。肽聚糖是革蘭氏陰性菌細胞壁的主要組成成分之一，稀土離子可與肽聚糖中的碳基和羧基發生作用。研究結果表明，在低濃度稀土離子時，肽聚糖構象部分改變，細胞壁由密實變得松弛并產生縫隙，胞外營養物質可以更好地通過細胞壁，促進細胞生長；在高濃度稀土離子時，肽聚糖構象徹底改變，縫隙過大形成通道，胞內容物流失，同時胞外大量稀土離子進入胞內，與胞內的DNA、蛋白質和酶等發生反應，抑制細菌正常生理活動，致使細菌死亡。細胞膜上有許多Ca2+受體蛋白，由于稀土離子與Ca2+在性質和結構方面相似，因此稀土離子可取代受體蛋白結合位點的Ca2+，但稀土離子不能完成Ca2+在細菌生命活動中所發揮的功能，從而致使細菌死亡。研究發現，La3+破壞了細胞膜結構，增強了細胞通透性，溶菌酶透過細胞膜直接殺死大腸桿菌，這是因為La3+和Ca2+有著極其相近的離子半徑和配位特性，La3+侵占了受體蛋白結合位點的Ca2+；同時通過ICP測試細胞上清液，發現上清液中含有大量的Ca2+，進一步說明Ca2+被La3+大量取代致使細菌死亡。
2、稀土離子可與細菌胞內的DNA、蛋白質和酶等發生作用，干擾細菌的正常生理活動，破壞基因的遺傳和表達，致使細菌死亡。稀土離子可使DNA雙螺旋結構變得緊密，堿基對自由移動困難，抑制DNA的復制與轉錄，阻礙細菌的繁殖。
二、稀土氧化物抗菌機理介紹
稀土氧化物的抗菌機理大多是光催化作用。當給予納米稀土氧化物一個能量高于其自身吸收閾值的光照時，價帶電子吸收能量后發生電子躍遷到導帶上，并在價帶上留下相應的空穴，在材料表面即形成了光生電子空穴對，光生電子空穴對與環境中的空氣和水分發生反應，產生大量具有強氧化性的活性氧(ROS)·0H和·02-，細胞正常的生命活動需要微量的ROS參與，但過量的ROS會破壞細胞結構。
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