书籍详情
二维黑磷基抗菌材料的设计合成及应用
作者：刘温馨 著
出版社：化学工业出版社
出版时间：2023-10-01
ISBN：9787122429254
定价：¥128.00
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内容简介
二维黑磷（BP）以其优异的特性被作为重要的抗菌材料开发使用。本书以二维黑磷（BP）为主要研究对象，介绍了作者构建的多种黑磷基材料及其在抗菌领域的应用，具体包括：采用碱性溶剂剥离法制备了薄层BPNs，通过实验和测试证明了其良好的生物相容性和血液相容性、探究了其抗菌行为和机理，并发现其还可有效避免细菌耐药性；设计合成了可用于血液消毒领域的BP基磁性复合抗菌材料，通过实验验证了其强磁性和可磁性回收性；构建了可促进致病菌感染型伤口快速愈合的BP基细胞膜模拟物并探究了其刺激响应的抗菌行为；设计合成了可用于细菌靶标、成像及抗感染治疗的二维BP基多功能抗菌材料，通过实验验证了其良好的靶向杀菌能力；制备了一种具有电刺激智能释放特性的BP基导电水凝胶，可用于协同抗菌剂创口愈合治疗。本书具有较强的专业性、参考性，可供研究、设计、开发抗菌材料的科研人员和管理人员参考，也可供材料科学与工程、生物工程及相关专业师生参阅。
作者简介
刘温馨，内蒙古大学博士，现内蒙古民族大学化学与材料学院讲师，博士在读期间在BP基生物医用抗菌功能材料的设计合成与性能调控方面积累了丰富的研究经验，在Advanced Science、Chemical Engineering Journal、Journal of Hazardous Materials、Chemistry-A European Journal、ACS Applied Materials & Interfaces、Colloid and Interface Science Communications等国际学术期刊上以一作或共同一作身份发表SCI论文6篇；参与了自然科学基金项目，开展了微生物污染控制技术相关领域的研究工作，积累了丰富的科研经验，并取得了阶段性的成果。
目录
第1章 绪论 001
1.1 引言 002
1.2 抗菌剂的研究背景 005
1.2.1 单一抗菌剂 005
1.2.2 复合抗菌剂 010
1.2.3 多功能抗菌剂 012
1.3 二维材料概述与分类 014
1.3.1 概述 014
1.3.2 第四主族元素二维材料 017
1.3.3 第五主族元素二维材料 020
1.3.4 二维抗菌材料 024
1.4 二维黑磷的研究背景 027
1.4.1 概述 027
1.4.2 剥离方法 028
1.4.3 BP 抗菌剂的优势 032
1.4.4 杀菌机理及应用 034
1.5 二维黑磷在抗菌领域的应用研究意义 037
1.6 本书内容组织构架 038
参考文献 039
第2章 二维黑磷纳米片的剥离及其抗菌作用机制研究 057
2.1 引言 058
2.2 实验部分 059
2.2.1 试剂与仪器 059
2.2.2 BPNs 的剥离 061
2.2.3 细菌培养基的配制 061
2.2.4 固体培养基的灌制 062
2.2.5 细菌的活化与扩大培养 062
2.2.6 BPNs 的抗菌性能测试 063
2.2.7 细菌的形貌测定 063
2.2.8 BPNs 的细胞毒性和溶血性测试 064
2.2.9 1,3-二苯基异苯并呋喃的降解实验 066
2.2.10 活性氧捕获抗菌实验 066
2.2.11 透析袋实验 066
2.2.12 BPNs 的降解实验 067
2.2.13 细菌的耐药性测试 067
2.2.14 理论计算 067
2.3 结果与讨论 068
2.3.1 BPNs 的制备表征 068
2.3.2 BPNs 的抗菌性能表征 072
2.3.3 BPNs 的生物相容性和毒性表征 077
2.3.4 BPNs 与其他二维材料的抗菌及毒性对比测试 081
2.3.5 BPNs 的抗菌机理探究 082
2.3.6 BPNs 的生物降解性表征 087
2.3.7 BPNs 的耐药性探究 090
2.3.8 理论计算模拟探究 091
2.4 本章小结 096
参考文献 097
第3章 高分子N-卤胺改性黑磷基磁性抗菌材料的制备及其在血液消毒中的应用研究100
3.1 引言101
3.2 实验102
3.2.1 试剂与仪器 102
3.2.2 BPNs 的剥离 104
3.2.3 pAMPS 的合成 104
3.2.4 pAMPS-Cl 的合成 104
3.2.5 Fe3O4@PEI 的制备 105
3.2.6 BP-Fe3O4@PEI-pAMPS-Cl 的制备 105
3.2.7 有效氯的测定 105
3.2.8 BP-Fe3O4@PEI-pAMPS-Cl 的抗菌性能检测 106
3.2.9 循环杀菌能力测试 106
3.2.10 静态血液的抗菌检测 107
3.2.11 动态血液的抗菌检测 107
3.2.12 血液成分分析 108
3.2.13 溶血性测试 108
3.2.14 细胞毒性测试 108
3.2.15 凝血时间测定 109
3.3 结果与讨论109
3.3.1 Fe3O4@PEI 的表征 109
3.3.2 pAMPS-Cl 的制备及氯化表征 110
3.3.3 BP-Fe3O4@PEI-pAMPS-Cl 的结构及粒径表征 114
3.3.4 磁性及可回收性能检测 119
3.3.5 杀菌性能及循环抗菌测定 121
3.3.6 BP-Fe3O4@PEI-pAMPS-Cl 在静态和动态血液中的杀菌能力 126
3.3.7 血液生化指标表征 128
3.4 本章小结131
参考文献 132
第4章 受内毒素释放行为启发的黑磷基细胞膜模拟物的构建及其刺激响应抗菌行为研究136
4.1 引言137
4.2 实验部分139
4.2.1 试剂与仪器 139
4.2.2 BPNs 的剥离制备 141
4.2.3 ［PQVI］Br 的合成 141
4.2.4 BP-PQVI 的制备 141
4.2.5 BP-BG 的制备 141
4.2.6 UV 检测BP-BG 的分解 142
4.2.7 Zeta 电位检测BP-BG 的分解 142
4.2.8 理论计算 142
4.2.9 BP-PQVI 的抗菌测试 143
4.2.10 BP-PQVI 在外界刺激下的抗菌能力检测 143
4.2.11 最小抑菌浓度测定 143
4.2.12 活/ 死细胞检测 144
4.2.13 细菌形貌的测定 144
4.2.14 小鼠创口愈合实验 144
4.3 结果与讨论145
4.3.1 BP-PQVI 的制备表征 145
4.3.2 BP-PQVI 用于模拟细胞膜的调控 149
4.3.3 BP 基细胞膜模拟物的可控释放行为 153
4.3.4 BP 基细胞膜模拟物的可控释放行为的理论计算探究 157
4.3.5 BP-PQVI 的抗菌性及可控杀菌能力的测定 161
4.3.6 小鼠表皮创口感染的愈合测试 165
4.4 本章小结170
参考文献 171
第5章 Eu3 / 糖双功能改性二维黑磷用于细菌的靶标、成像及抗感染治疗175
5.1 引言176
5.2 实验部分178
5.2.1 试剂与仪器 178
5.2.2 SiO2 微球的制备 180
5.2.3 TPM@SiO2 微球的制备 180
5.2.4 MAG 的合成 181
5.2.5 MAG/VAS@SiO2 的制备 181
5.2.6 EuCl3 的制备 181
5.2.7 MAG/VAE@SiO2 的制备 182
5.2.8 MAG/VAE@SiO2-BP 的制备 182
5.2.9 MAG/VAE@SiO2-BP 的荧光发射光谱测定 182
5.2.10 MAG/VAE@SiO2-BP 在菌液中的发光性能测定 182
5.2.11 荧光成像能力的检测 182
5.2.12 不同浓度混合菌中靶向成像能力的检测 183
5.2.13 杀菌能力的测定 183
5.2.14 细菌形貌分析 184
5.3 结果与讨论184
5.3.1 MAG/VAE@SiO2-BP 的制备表征 184
5.3.2 发光性能表征 190
5.3.3 细菌的靶向及选择性成像能力表征 193
5.3.4 验证靶向杀菌来源 195
5.3.5 验证MAG/VAE@SiO2-BP 的可控及靶向杀菌能力 196
5.4 本章小结199
参考文献 201
第6章 黑磷基导电水凝胶的制备及在创口处的电刺激智能黑磷释放行为的研究203
6.1 引言204
6.2 实验部分206
6.2.1 试剂与仪器 206
6.2.2 HA-DA 的制备 207
6.2.3 HA-DA 水凝胶的配制 207
6.2.4 HA-DA@BP 水凝胶的配制 208
6.2.5 HA-DA 水凝胶中DA 含量的检测 208
6.2.6 不同pH 值下HA-DA 水凝胶溶胀率的测定 208
6.2.7 HA-DA 和HA-DA@BP 水凝胶机械性能的测定 209
6.2.8 水凝胶降解过程中电导率的测定 209
6.2.9 电刺激下水凝胶的降解程度的检测 209
6.2.10 HA-DA 及HA-DA@BP 水凝胶的稳定性测定 210
6.2.11 HA-DA@BP 水凝胶降解后BP 的释放检测 210
6.2.12 细胞毒性的测定 210
6.2.13 水凝胶的电刺激杀菌能力测定 210
6.2.14 水凝胶促进伤口愈合能力的检测 211
6.3 结果与讨论212
6.3.1 HA-DA 水凝胶中DA 含量的测定 212
6.3.2 HA-DA 水凝胶的成胶状态调控 213
6.3.3 HA-DA@BP 水凝胶的成胶状态调控 219
6.3.4 水凝胶的导电能力的表征 221
6.3.5 水凝胶的降解性能探究 222
6.3.6 水凝胶在模拟创口环境下的导电率的变化 227
6.3.7 BP 的释放表征 227
6.3.8 水凝胶细胞毒性及电杀菌性表征 229
6.3.9 水凝胶促进伤口愈合能力的表征 231
6.4 本章小结235
参考文献 237
第7章 总结与展望241
7.1 总结242
7.2 展望244
1.1 引言 002
1.2 抗菌剂的研究背景 005
1.2.1 单一抗菌剂 005
1.2.2 复合抗菌剂 010
1.2.3 多功能抗菌剂 012
1.3 二维材料概述与分类 014
1.3.1 概述 014
1.3.2 第四主族元素二维材料 017
1.3.3 第五主族元素二维材料 020
1.3.4 二维抗菌材料 024
1.4 二维黑磷的研究背景 027
1.4.1 概述 027
1.4.2 剥离方法 028
1.4.3 BP 抗菌剂的优势 032
1.4.4 杀菌机理及应用 034
1.5 二维黑磷在抗菌领域的应用研究意义 037
1.6 本书内容组织构架 038
参考文献 039
第2章 二维黑磷纳米片的剥离及其抗菌作用机制研究 057
2.1 引言 058
2.2 实验部分 059
2.2.1 试剂与仪器 059
2.2.2 BPNs 的剥离 061
2.2.3 细菌培养基的配制 061
2.2.4 固体培养基的灌制 062
2.2.5 细菌的活化与扩大培养 062
2.2.6 BPNs 的抗菌性能测试 063
2.2.7 细菌的形貌测定 063
2.2.8 BPNs 的细胞毒性和溶血性测试 064
2.2.9 1,3-二苯基异苯并呋喃的降解实验 066
2.2.10 活性氧捕获抗菌实验 066
2.2.11 透析袋实验 066
2.2.12 BPNs 的降解实验 067
2.2.13 细菌的耐药性测试 067
2.2.14 理论计算 067
2.3 结果与讨论 068
2.3.1 BPNs 的制备表征 068
2.3.2 BPNs 的抗菌性能表征 072
2.3.3 BPNs 的生物相容性和毒性表征 077
2.3.4 BPNs 与其他二维材料的抗菌及毒性对比测试 081
2.3.5 BPNs 的抗菌机理探究 082
2.3.6 BPNs 的生物降解性表征 087
2.3.7 BPNs 的耐药性探究 090
2.3.8 理论计算模拟探究 091
2.4 本章小结 096
参考文献 097
第3章 高分子N-卤胺改性黑磷基磁性抗菌材料的制备及其在血液消毒中的应用研究100
3.1 引言101
3.2 实验102
3.2.1 试剂与仪器 102
3.2.2 BPNs 的剥离 104
3.2.3 pAMPS 的合成 104
3.2.4 pAMPS-Cl 的合成 104
3.2.5 Fe3O4@PEI 的制备 105
3.2.6 BP-Fe3O4@PEI-pAMPS-Cl 的制备 105
3.2.7 有效氯的测定 105
3.2.8 BP-Fe3O4@PEI-pAMPS-Cl 的抗菌性能检测 106
3.2.9 循环杀菌能力测试 106
3.2.10 静态血液的抗菌检测 107
3.2.11 动态血液的抗菌检测 107
3.2.12 血液成分分析 108
3.2.13 溶血性测试 108
3.2.14 细胞毒性测试 108
3.2.15 凝血时间测定 109
3.3 结果与讨论109
3.3.1 Fe3O4@PEI 的表征 109
3.3.2 pAMPS-Cl 的制备及氯化表征 110
3.3.3 BP-Fe3O4@PEI-pAMPS-Cl 的结构及粒径表征 114
3.3.4 磁性及可回收性能检测 119
3.3.5 杀菌性能及循环抗菌测定 121
3.3.6 BP-Fe3O4@PEI-pAMPS-Cl 在静态和动态血液中的杀菌能力 126
3.3.7 血液生化指标表征 128
3.4 本章小结131
参考文献 132
第4章 受内毒素释放行为启发的黑磷基细胞膜模拟物的构建及其刺激响应抗菌行为研究136
4.1 引言137
4.2 实验部分139
4.2.1 试剂与仪器 139
4.2.2 BPNs 的剥离制备 141
4.2.3 ［PQVI］Br 的合成 141
4.2.4 BP-PQVI 的制备 141
4.2.5 BP-BG 的制备 141
4.2.6 UV 检测BP-BG 的分解 142
4.2.7 Zeta 电位检测BP-BG 的分解 142
4.2.8 理论计算 142
4.2.9 BP-PQVI 的抗菌测试 143
4.2.10 BP-PQVI 在外界刺激下的抗菌能力检测 143
4.2.11 最小抑菌浓度测定 143
4.2.12 活/ 死细胞检测 144
4.2.13 细菌形貌的测定 144
4.2.14 小鼠创口愈合实验 144
4.3 结果与讨论145
4.3.1 BP-PQVI 的制备表征 145
4.3.2 BP-PQVI 用于模拟细胞膜的调控 149
4.3.3 BP 基细胞膜模拟物的可控释放行为 153
4.3.4 BP 基细胞膜模拟物的可控释放行为的理论计算探究 157
4.3.5 BP-PQVI 的抗菌性及可控杀菌能力的测定 161
4.3.6 小鼠表皮创口感染的愈合测试 165
4.4 本章小结170
参考文献 171
第5章 Eu3 / 糖双功能改性二维黑磷用于细菌的靶标、成像及抗感染治疗175
5.1 引言176
5.2 实验部分178
5.2.1 试剂与仪器 178
5.2.2 SiO2 微球的制备 180
5.2.3 TPM@SiO2 微球的制备 180
5.2.4 MAG 的合成 181
5.2.5 MAG/VAS@SiO2 的制备 181
5.2.6 EuCl3 的制备 181
5.2.7 MAG/VAE@SiO2 的制备 182
5.2.8 MAG/VAE@SiO2-BP 的制备 182
5.2.9 MAG/VAE@SiO2-BP 的荧光发射光谱测定 182
5.2.10 MAG/VAE@SiO2-BP 在菌液中的发光性能测定 182
5.2.11 荧光成像能力的检测 182
5.2.12 不同浓度混合菌中靶向成像能力的检测 183
5.2.13 杀菌能力的测定 183
5.2.14 细菌形貌分析 184
5.3 结果与讨论184
5.3.1 MAG/VAE@SiO2-BP 的制备表征 184
5.3.2 发光性能表征 190
5.3.3 细菌的靶向及选择性成像能力表征 193
5.3.4 验证靶向杀菌来源 195
5.3.5 验证MAG/VAE@SiO2-BP 的可控及靶向杀菌能力 196
5.4 本章小结199
参考文献 201
第6章 黑磷基导电水凝胶的制备及在创口处的电刺激智能黑磷释放行为的研究203
6.1 引言204
6.2 实验部分206
6.2.1 试剂与仪器 206
6.2.2 HA-DA 的制备 207
6.2.3 HA-DA 水凝胶的配制 207
6.2.4 HA-DA@BP 水凝胶的配制 208
6.2.5 HA-DA 水凝胶中DA 含量的检测 208
6.2.6 不同pH 值下HA-DA 水凝胶溶胀率的测定 208
6.2.7 HA-DA 和HA-DA@BP 水凝胶机械性能的测定 209
6.2.8 水凝胶降解过程中电导率的测定 209
6.2.9 电刺激下水凝胶的降解程度的检测 209
6.2.10 HA-DA 及HA-DA@BP 水凝胶的稳定性测定 210
6.2.11 HA-DA@BP 水凝胶降解后BP 的释放检测 210
6.2.12 细胞毒性的测定 210
6.2.13 水凝胶的电刺激杀菌能力测定 210
6.2.14 水凝胶促进伤口愈合能力的检测 211
6.3 结果与讨论212
6.3.1 HA-DA 水凝胶中DA 含量的测定 212
6.3.2 HA-DA 水凝胶的成胶状态调控 213
6.3.3 HA-DA@BP 水凝胶的成胶状态调控 219
6.3.4 水凝胶的导电能力的表征 221
6.3.5 水凝胶的降解性能探究 222
6.3.6 水凝胶在模拟创口环境下的导电率的变化 227
6.3.7 BP 的释放表征 227
6.3.8 水凝胶细胞毒性及电杀菌性表征 229
6.3.9 水凝胶促进伤口愈合能力的表征 231
6.4 本章小结235
参考文献 237
第7章 总结与展望241
7.1 总结242
7.2 展望244
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