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《华中农业大学》 2006年
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几种改性矿物和碳纳米管对E.coli的抑制和内毒素的吸附

徐英贤  
【摘要】:致病性大肠杆菌是引起动物和人类腹泻的主要原因之一,如何治疗腹泻、减少肠道中致病菌和其产生的毒素一直是人们关注的问题。 本文以蒙脱石、沸石和碳纳米管为载体,以非抗生素类抗菌剂氯化十六烷基吡啶(CPC)为被加载物质,制备出集吸附和抗菌于一身的颗粒性材料——CPC-蒙脱石、CPC-沸石和CPC-碳纳米管。实验结果表明,碳纳米管加载CPC的量远远大于蒙脱石和沸石;CPC在碳纳米管上的加载主要是物理吸附,在蒙脱石和沸石上的加载既包括物理吸附也包括化学吸附。 本文首先模拟动物肠道环境(pH为7左右,温度37℃)考察了CPC-蒙脱石、CPC-沸石和CPC-碳纳米管对E.coli的抑制效果。结果得出:相同质量的三种材料CPC-碳纳米管的杀菌能力最高;CPC-蒙脱石、CPC-沸石和CPC-碳纳米管的杀菌能力强弱与加入量呈正比。同时数据表明,CPC-碳纳米管的杀菌速率最快,其次是CPC-蒙脱石和CPC-沸石;pH对各材料杀菌效率影响不大;各材料的杀菌率随温度升高而增高,其中CPC-碳纳米管的杀菌率受温度影响最大;营养物质赖氨酸的存在降低了CPC-蒙脱石、CPC-沸石和CPC-碳纳米管对Ecoli的杀菌效率,降低程度随赖氨酸浓度的增高而增大。 抗菌剂CPC虽能有效杀灭细菌,但细菌的死亡引起了内毒素的产生,大量内毒素存在时将对动物机体产生很大的负面影响。本文研究了蒙脱石、沸石、碳纳米管、CPC-蒙脱石、CPC-沸石、CPC-碳纳米管对细菌内毒素的吸附作用。经拟合Langmiur方程计算得到各材料对内毒素的最大吸附量:CPC-碳纳米管(357.0 EU/mg)>碳纳米管(268.6 EU/mg)>CPC-蒙脱石(116.3 EU/mg)>蒙脱石(96.9 EU/mg)>CPC-沸石(86.3 EU/mg)>沸石(76.8 EU/mg)。营养物质赖氨酸的存在明显降低了各材料对内毒素的吸附量,降低程度随赖氨酸浓度的增高而增高。 加载CPC后的各材料不仅具有杀菌能力,同时对内毒素的吸附能力也大大提高,其中CPC-碳纳米管是杀菌能力最高,吸附内毒素量最大的一种材料,且其受环境不利条件影响最小,有望成为新型的饲料添加剂用于饲料制备行业中。
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