ამ სტატიაში ყურადღება გამახვილებულია ტყუპების სურფაქტანტების ანტიმიკრობულ მექანიზმზე, რომლებიც, სავარაუდოდ, ეფექტური იქნება ბაქტერიების მკვლელობაში და შეიძლება გარკვეული დახმარება გაუწიოს ახალი კორონავირუსების გავრცელების შენელებას.
Surfactant, რომელიც წარმოადგენს ფრაზების ზედაპირის, აქტიური და აგენტის შეკუმშვას. Surfactants არის ნივთიერებები, რომლებიც აქტიურია ზედაპირებზე და ინტერფეისებზე და აქვთ ძალიან მაღალი უნარი და ეფექტურობა ზედაპირის (სასაზღვრო) დაძაბულობის შემცირებაში, მოლეკულურად შეკვეთილი შეკრებების ფორმირებას გარკვეულ კონცენტრაციაზე ზემოთ ხსნარებში და, შესაბამისად, აქვთ აპლიკაციის ფუნქციების მთელი რიგი. Surfactants გააჩნია კარგი დისპერსიულობა, ჭარბტენიანობა, ემულსიფიკაციის უნარი და ანტისტატიკური თვისებები და გახდა საკვანძო მასალები მრავალი დარგის განვითარებისათვის, მათ შორის წვრილი ქიმიკატების სფეროში და აქვთ მნიშვნელოვანი წვლილი პროცესების გაუმჯობესებაში, ენერგიის მოხმარების შემცირებაში და წარმოების ეფექტურობის გაზრდაში. საზოგადოების განვითარებით და მსოფლიოს ინდუსტრიული დონის უწყვეტი პროგრესიით, ზედაპირული საშუალებების გამოყენება თანდათანობით გავრცელდა ყოველდღიური ქიმიკატებისგან ეროვნული ეკონომიკის სხვადასხვა სფეროებში, მაგალითად, ანტიბაქტერიული აგენტები, საკვების დანამატები, ახალი ენერგეტიკული სფეროები, დამაბინძურებელი მკურნალობა და ბიოფარმაცევტული საშუალებები.
ჩვეულებრივი surfactants არის "ამფიფილიური" ნაერთები, რომლებიც შედგება პოლარული ჰიდროფილური ჯგუფებისა და არაპოლარული ჰიდროფობიური ჯგუფებისგან, ხოლო მათი მოლეკულური სტრუქტურები ნაჩვენებია ნახაზში 1 (ა).
დღეისათვის, წარმოების ინდუსტრიაში დახვეწისა და სისტემატიზაციის შემუშავებით, წარმოების პროცესში ზედაპირული თვისებების მოთხოვნაზე მოთხოვნა თანდათან იზრდება, ამიტომ მნიშვნელოვანია იპოვოთ და განავითაროთ ზედაპირული საშუალებები უფრო მაღალი ზედაპირული თვისებებით და სპეციალური სტრუქტურებით. ტყუპების სურფაქტანტების აღმოჩენა ხიდს ამ ხარვეზებს და აკმაყოფილებს სამრეწველო წარმოების მოთხოვნებს. ჩვეულებრივი ტყუპების ზედაპირული საშუალება არის ნაერთი ორი ჰიდროფილური ჯგუფით (ზოგადად იონური ან არაიონური ჰიდროფილური თვისებებით) და ორი ჰიდროფობიური ალკილის ჯაჭვი.
როგორც ნაჩვენებია ფიგურაში 1 (ბ), ჩვეულებრივი ერთჯერადი ჯაჭვის ზედაპირული საშუალებებისგან განსხვავებით, ტყუპების surfactants აკავშირებს ორ ჰიდროფილურ ჯგუფს ერთმანეთთან დამაკავშირებელი ჯგუფის მეშვეობით (Spacer). მოკლედ რომ ვთქვათ, ტყუპების ზედაპირის სტრუქტურა შეიძლება იქნას გაგებული, როგორც ეს წარმოიქმნება ჩვეულებრივი surfactant- ის ორი ჰიდროფილური ხელმძღვანელის ჯგუფის მიერ, დამაკავშირებელ ჯგუფთან ერთად.
ტყუპების სურფაქტანტის სპეციალური სტრუქტურა იწვევს მის მაღალ ზედაპირულ მოქმედებას, რაც ძირითადად ： განპირობებულია
(1) ტყუპების ზედაპირული მოლეკულის ორი ჰიდროფობიური კუდის ორი ჯაჭვის გაძლიერებული ჰიდროფობიური მოქმედება და სურფაქტანტის გაზრდილი ტენდენცია წყლის ხსნარის დატოვების მიზნით.
(2) ჰიდროფილური ხელმძღვანელის ჯგუფების ტენდენცია ერთმანეთისგან განცალკევებით, განსაკუთრებით იონური ხელმძღვანელის ჯგუფები ელექტროსტატიკური რეპრესიის გამო, არსებითად დასუსტებულია სპაზერის გავლენით;
(3) ტყუპების ზედაპირების სპეციალური სტრუქტურა გავლენას ახდენს მათ აგრეგაციის ქცევაზე წყალხსნარში, რაც მათ უფრო რთულ და ცვალებად აგრეგაციის მორფოლოგიას აძლევს.
ტყუპების სურფაქტანტებს აქვთ უფრო მაღალი ზედაპირის (სასაზღვრო) აქტივობა, მიკელეს კრიტიკული კონცენტრაცია, უკეთესი ჭარბტალოს, ემულსიფიკაციის უნარი და ანტიბაქტერიული უნარი, ვიდრე ჩვეულებრივი ზედაპირული საშუალებები. ამრიგად, ტყუპების ზედაპირების განვითარებასა და გამოყენებას დიდი მნიშვნელობა აქვს ზედაპირული საშუალებების განვითარებისა და გამოყენებისთვის.
ჩვეულებრივი surfactants- ის "ამფიფილიური სტრუქტურა" აძლევს მათ უნიკალურ ზედაპირულ თვისებებს. როგორც ნაჩვენებია ნახაზზე 1 (გ), როდესაც ჩვეულებრივი ზედაპირული საშუალება ემატება წყალს, ჰიდროფილური ხელმძღვანელის ჯგუფი ტენდენციას იხსნის წყალხსნარში, ხოლო ჰიდროფობიური ჯგუფი აფერხებს წყალში სურფაქტანტის მოლეკულის დაშლას. ამ ორი ტენდენციის კომბინირებული ეფექტის პირობებში, სურფაქტანტული მოლეკულები გამდიდრებულია გაზის თხევადი ინტერფეისით და განიცდიან მოწესრიგებულ მოწყობას, რითაც ამცირებს წყლის ზედაპირულ დაძაბულობას. ჩვეულებრივი surfactants- ისგან განსხვავებით, ტყუპების ზედაპირული საშუალებები არის "დიმერები", რომლებიც ჩვეულებრივი surfactants ერთმანეთთან აკავშირებენ სპაზერის ჯგუფების საშუალებით, რამაც შეიძლება უფრო ეფექტურად შეამციროს წყლისა და ზეთის/წყლის ინტერფეისალური დაძაბულობა. გარდა ამისა, ტყუპების სურფაქტანტებს აქვთ უფრო დაბალი კრიტიკული მიკელის კონცენტრაცია, წყლის უკეთესი ხსნადობა, ემულსიფიკაცია, ქაფის, ჭარბი და ანტიბაქტერიული თვისებები.
| ტყუპების სურფაქტანტების დანერგვა 1991 წელს მენგერმა და ლიტაუმ [13] მოამზადეს პირველი ბის-ალკილის ჯაჭვის სურფაქტანტი ხისტი კავშირის ჯგუფით და დაარქვეს მას "ტყუპების სურფაქტანტი". იმავე წელს, ზანამ და სხვებმა [14] პირველად მოამზადეს მეოთხეული ამონიუმის მარილის მარილის surfactants სერია და სისტემატურად გამოიკვლიეს ამ სერიის მეოთხეული ამონიუმის მარილის ტყუპების ამ სერიის თვისებები. 1996 წელს მკვლევარებმა განზოგადეს და განიხილეს ზედაპირული (სასაზღვრო) ქცევა, აგრეგაციის თვისებები, ხსნარის რევოლოგია და სხვადასხვა ტყუპების ზედაპირული ფაქტორების ფაზური ქცევა, როდესაც შეესაბამება ჩვეულებრივი ზედაპირული საშუალებები. 2002 წელს ზანამ [15] გამოიკვლია სხვადასხვა კავშირების ჯგუფების გავლენა ტყუპების ზედაპირების აგრეგაციის ქცევაზე წყალხსნარში, ნაშრომი, რომელიც მნიშვნელოვნად ავითარებს სურფაქტანტების განვითარებას და დიდი მნიშვნელობა ჰქონდა. მოგვიანებით, Qiu et al [16] გამოიგონეს ახალი მეთოდი ტყუპების სურფაქტანტების სინთეზისთვის, რომლებიც შეიცავს სპეციალურ სტრუქტურებს, რომლებიც დაფუძნებულია ცეტილ ბრომიდზე და 4-ამინო-3,5-დიჰიდროქსიმეთილ-1,2,4-ტრიაზოლზე, რამაც კიდევ უფრო გაამდიდრა გემინის ზედაპირული სინთეზის გზა. |
ჩინეთში ტყუპების სურფაქტანტების შესახებ კვლევა გვიან დაიწყო; 1999 წელს, ჯიანქსი ჟოომ ფუჟოუს უნივერსიტეტიდან გააკეთა სისტემური მიმოხილვა უცხოური კვლევების შესახებ ტყუპების სურფაქტანტებზე და მიიპყრო ჩინეთში მრავალი კვლევითი ინსტიტუტის ყურადღება. ამის შემდეგ, ჩინეთში ტყუპების სურფაქტანტების შესახებ ჩატარებულმა კვლევებმა დაიწყო აყვავება და ნაყოფიერი შედეგების მიღწევა. ბოლო წლების განმავლობაში, მკვლევარებმა თავი დაუთმეს ახალი ტყუპების ზედაპირების განვითარებას და მათთან დაკავშირებული ფიზიოქიმიური თვისებების შესწავლას. ამავდროულად, ტყუპების სურფაქტანტების პროგრამები თანდათანობით განვითარდა სტერილიზაციისა და ანტიბაქტერიული, საკვების წარმოებისა, დეფოვირებისა და ქაფის ინჰიბიციის, წამლის ნელი განთავისუფლებისა და სამრეწველო გაწმენდის სფეროებში. იმის საფუძველზე, არის თუ არა დატვირთული თუ არა ზედაპირული მოლეკულების ჰიდროფილური ჯგუფები და არა და მათ მიერ ჩატარებული დატენვის ტიპი, ტყუპების სურფაქტანტები შეიძლება დაიყოს შემდეგ კატეგორიებად: კატიური, ანიონური, არაიონური და ამფოტერული ტყუპების სურფაქტანტები. მათ შორის, კატიური ტყუპების surfactants ზოგადად ეხება მეოთხეული ამონიუმის ან ამონიუმის მარილის გემოვნების surfactants, ანიონური ტყუპების surfactants ძირითადად მოიხსენიებენ ტყუპებს, რომელთა ჰიდროფილური ჯგუფები არიან სულფონური მჟავა, ფოსფატი და კარბოქსის მჟავა.
1.1 კატიური ტყუპების სურფაქტანტები
კატიური ტყუპების surfactants– ს შეუძლიათ განასხვავონ კატიონები წყალხსნარებში, ძირითადად ამონიუმის და მეოთხეული ამონიუმის მარილის ტყუპების surfactants. კატიური ტყუპების surfactants– ს აქვთ კარგი ბიოდეგრადირება, ძლიერი დეკონტამინაციის უნარი, სტაბილური ქიმიური თვისებები, დაბალი ტოქსიკურობა, მარტივი სტრუქტურა, მარტივი სინთეზი, მარტივი განცალკევება და გაწმენდა, და ასევე აქვთ ბაქტერიციდული თვისებები, ანტიკოროზია, ანტისტატიკური თვისებები და რბილი.
მეოთხეული ამონიუმის მარილის დაფუძნებული ტყუპების surfactants ზოგადად მომზადებულია მესამეული ამინებისგან ალკილაციის რეაქციებით. არსებობს ორი ძირითადი სინთეზური მეთოდი შემდეგნაირად: ერთი არის დიბრომო-შემცვლელი ალკანების და ერთჯერადი გრძელი ჯაჭვის ალკილის დიმეთილის მესამეული ამინების მეოთხია; მეორე არის 1-ბრომო-შემოწმებული გრძელი ჯაჭვის ალკანების და N, N, N ', N'-Tetramethyl Alkyl Diamines- ის უწყლო ეთანოლის, როგორც გამხსნელი და გათბობის რეფლუქს. ამასთან, დიბრომო-შემცვლელი ალკანები უფრო ძვირია და ჩვეულებრივ სინთეზირებულია მეორე მეთოდით, ხოლო რეაქციის განტოლება ნაჩვენებია ნახაზში 2.
1.2 ანიონური ტყუპების სურფაქტანტები
ანიონური ტყუპების სურფაქტანტებს შეუძლიათ განასხვავონ ანიონები წყალხსნარში, ძირითადად სულფონატებში, სულფატის მარილებში, კარბოქსილატებსა და ფოსფატის მარილებში ტიპის ტყუპების surfactants. ანიონურ სურფაქტანტებს აქვთ უკეთესი თვისებები, როგორიცაა დეკონტამინაცია, ქაფის გაკეთება, დისპერსიული, ემულსიფიკაცია და დასველება და ფართოდ გამოიყენება სარეცხი საშუალებები, ქაფის აგენტები, ჭაობიანი აგენტები, ემულგატორები და დისპერსიები.
1.2.1 სულფონატები
სულფონატზე დაფუძნებულ ბიოსურფაქტანტებს აქვთ წყლის კარგი ხსნადობის, კარგი ჭარბი სიბრტყის, კარგი ტემპერატურისა და მარილის წინააღმდეგობის, კარგი სარეცხი საშუალებების და ძლიერი დაშლის უნარი, და ისინი ფართოდ გამოიყენება სარეცხი საშუალებების, ქაფის აგენტების, სველი საშუალებების, ემულგატორების, და დაბალადმი ლი და სხვებმა სინთეზირეს ახალი დიალკილის დისულფონური მჟავას ტყუპების surfactants (2CN-SCT), ტიპიური სულფონატის ტიპის ბარიონური სურფაქტანტი, ტრიქლორამინის, ალიფატური ამინისა და ტურინის, როგორც ნედლეულის, სამსაფეხურიანი რეაქციის დროს.
1.2.2 სულფატის მარილები
სულფატის ესტერის მარილები ორმაგად ზედაპირულ ზედაპირს აქვს ულტრა დაბალი ზედაპირის დაძაბულობის, მაღალი ზედაპირის აქტივობის, წყლის კარგი ხსნადობის, ნედლეულის ფართო წყაროსა და შედარებით მარტივი სინთეზის უპირატესობებით. მას ასევე აქვს კარგი სარეცხი შესრულება და ქაფის უნარი, მყარ წყალში სტაბილური შესრულება და სულფატის ესტერის მარილები ნეიტრალური ან ოდნავ ტუტეა წყალხსნარში. როგორც ნაჩვენებია ნახაზში 3, Sun Dong et al- მა გამოიყენა ლაურის მჟავა და პოლიეთილენგლიკოლი, როგორც ძირითადი ნედლეული და დაამატა სულფატის ესტერის ობლიგაციები ჩანაცვლების, ეთერიფიკაციისა და დამატებით რეაქციების საშუალებით, რითაც სინთეზირებს სულფატის ესტერის მარილის ტიპის ბარიონური სურფაქტანტი- GA12-S-12.
1.2.3 კარბოქსილის მჟავების მარილები
კარბოქსილატზე დაფუძნებული ტყუპების surfactants, როგორც წესი, არის რბილი, მწვანე, ადვილად ბიოდეგრადირებადი და აქვთ ბუნებრივი ნედლეულის მდიდარი წყარო, მაღალი ლითონის ჩელინგის თვისებები, კარგი მყარი წყლის წინააღმდეგობა და კალციუმის საპნის დისპერსია, კარგი ქაფის და ჭარბი თვისებები და ფართოდ გამოიყენება ფარმაცევტული, ტექსტილის, წვრილი ქიმიკატების და სხვა სფეროებში. კარბოქსილატზე დაფუძნებულ ბიოსურფაქტანტებში ამიდების ჯგუფების დანერგვამ შეიძლება გააძლიეროს სურფაქტანტული მოლეკულების ბიოდეგრადირება და ასევე აიძულოს მათ ჰქონდეს კარგი დასველება, ემულსიფიკაცია, დისპერსიული და დეკონტამინაციის თვისებები. Mei et al- მა სინთეზირება მოახდინა კარბოქსილატზე დაფუძნებული ბარიონური surfactant CGS-2, რომელიც შეიცავს ამიდ ჯგუფებს, დოდეცილამინის, დიბრომოეთანისა და საქცინური ანჰიდრიდის გამოყენებით, როგორც ნედლეული.
1.2.4 ფოსფატის მარილები
ფოსფატის ესტერი მარილის ტიპის ტყუპებს surfactants აქვთ მსგავსი სტრუქტურა ბუნებრივი ფოსფოლიპიდების მიმართ და მიდრეკილნი არიან შექმნან ისეთი სტრუქტურები, როგორიცაა საპირისპირო მიკელები და ვეზიკულები. ფოსფატის ესტერი მარილის ტიპის ტყუპების surfactants ფართოდ გამოიყენება როგორც ანტისტატიკური აგენტები და სამრეცხაო სარეცხი საშუალებები, ხოლო მათი მაღალი ემულსიფიკაციის თვისებები და შედარებით დაბალ გაღიზიანებამ განაპირობა მათი ფართო გამოყენება კანის პირად მოვლა -პატრონობაში. გარკვეული ფოსფატის ეთერები შეიძლება იყოს ანტიქსერი, ანტიმუმორული და ანტიბაქტერიული, და შემუშავებულია ათობით პრეპარატი. ფოსფატის ეთერის მარილის ტიპის ბიოსურფაქტანტებს აქვთ მაღალი ემულსიფიკაციის თვისებები პესტიციდებისთვის და შეიძლება გამოყენებულ იქნას არა მხოლოდ ანტიბაქტერიული და ინსექტიციდების, არამედ ჰერბიციდებისაც. ჟენგმა და სხვებმა შეისწავლეს ფოსფატის ესტერის მარილის ტყუპების სურფაქტანტების სინთეზი P2O5 და ორთო-კუიტზე დაფუძნებული ოლიგომერული დიოლებისგან, რომლებსაც აქვთ უკეთესი ჭარბი ეფექტი, კარგი ანტისტატიკური თვისებები და შედარებით მარტივი სინთეზის პროცესი, რბილი რეაქციის პირობებით. კალიუმის ფოსფატის მარილის ბარიონის სურფაქტანტის მოლეკულური ფორმულა ნაჩვენებია ნახაზ 4 -ში.
1.3 არაიონური ტყუპების სურფაქტანტები
არაიონური ტყუპების სურფაქტანტები არ შეიძლება განაწილდეს წყალხსნარში და არსებობდეს მოლეკულური ფორმით. ამ ტიპის ბარიონური surfactant ჯერჯერობით ნაკლებად იქნა შესწავლილი, და არსებობს ორი ტიპი, ერთი არის შაქრის წარმოებული, ხოლო მეორე - ალკოჰოლის ეთერი და ფენოლის ეთერი. არაიონური ტყუპების სურფაქტანტები არ არსებობს იონური მდგომარეობაში ხსნარში, ამიტომ მათ აქვთ მაღალი სტაბილურობა, ადვილად არ დაზარალდნენ ძლიერი ელექტროლიტები, აქვთ კარგი კომპლექსიობა სხვა ტიპის ზედაპირულებთან და აქვთ კარგი ხსნადობა. ამრიგად, არაიონურ ზედაპირულებს აქვთ სხვადასხვა თვისებები, როგორიცაა კარგი სარეცხი საშუალება, დისპერსიულობა, ემულსიფიკაცია, ქაფის, ჭარბტალოსობა, ანტისტატიკური თვისება და სტერილიზაცია, და შეიძლება ფართოდ იქნას გამოყენებული სხვადასხვა ასპექტში, როგორიცაა პესტიციდები და საიზოლაციო მასალები. როგორც ნაჩვენებია ფიგურაში 5, 2004 წელს, Fitzgerald et al- მა სინთეზირებული პოლიოქსიეთილენის დაფუძნებული ტყუპების სურფაქტანტები (არაიონური სურფაქტანტები), რომლის სტრუქტურა გამოიხატა როგორც (CN-2H2N-3CHCH2O (CH2CH2O) MH) 2 (CH2) 6 (OR GEMNEM).
02 ტყუპების surfactants- ის ფიზიოქიმიური თვისებები
2.1 ტყუპების სურფაქტანტების აქტივობა
Surfactants- ის ზედაპირული მოქმედების შესაფასებლად ყველაზე მარტივი და პირდაპირი გზაა მათი წყალხსნარის ზედაპირული დაძაბულობის გაზომვა. პრინციპში, surfactants ამცირებს ხსნარის ზედაპირულ დაძაბულობას ზედაპირზე (სასაზღვრო) თვითმფრინავზე ორიენტირებული მოწყობით (სურათი 1 (გ)). Gemini surfactants– ის კრიტიკული მიკელის კონცენტრაცია (CMC) უფრო მეტი მასშტაბის ორ ბრძანებას უფრო მცირეა და C20 მნიშვნელობა მნიშვნელოვნად დაბალია, ვიდრე ჩვეულებრივი ზედაპირები მსგავსი სტრუქტურებით. ბარიონური სურფაქტანტის მოლეკულა ფლობს ორ ჰიდროფილურ ჯგუფს, რომლებიც ხელს უწყობენ მას კარგი წყლის ხსნადობის შენარჩუნებაში, გრძელი ჰიდროფობიური გრძელი ჯაჭვების დროს. წყლის/ჰაერის ინტერფეისის დროს, ჩვეულებრივი ზედაპირული საშუალებები თავისუფლად არის მოწყობილი სივრცითი ადგილის წინააღმდეგობის ეფექტის და მოლეკულებში ჰომოგენური ბრალდების მოგერიების გამო, რითაც ასუსტებს წყლის ზედაპირული დაძაბულობის შემცირების უნარს. ამის საპირისპიროდ, ტყუპების სურფაქტანტების დამაკავშირებელი ჯგუფები კოვალენტურად არის შეკრული ისე, რომ ორ ჰიდროფილურ ჯგუფს შორის მანძილი ინახება მცირე დიაპაზონში (ბევრად უფრო მცირეა, ვიდრე ჩვეულებრივი სურფაქტანტების ჰიდროფილურ ჯგუფებს შორის მანძილი), რის შედეგადაც ხდება ჯემინის სურფაქტანტების უკეთესი მოქმედება ზედაპირზე (საზღვარი).
2.2 ტყუპების ზედაპირების ასამბლეის სტრუქტურა
წყლის ხსნარებში, რადგან ბარიონური ზედაპირული ზედაპირის კონცენტრაცია იზრდება, მისი მოლეკულები გაჯერებულია ხსნარის ზედაპირზე, რაც თავის მხრივ აიძულებს სხვა მოლეკულებს მიგრაციაში გადასასვლელად, ხსნარის ინტერიერში, მიკელის შესაქმნელად. კონცენტრაციას, რომლის დროსაც surfactant იწყებს მიკელის ფორმირებას, ეწოდება კრიტიკულ მიკელეს კონცენტრაციას (CMC). როგორც ნაჩვენებია ნახაზში 9, მას შემდეგ, რაც კონცენტრაცია უფრო მეტია, ვიდრე CMC, განსხვავებით ჩვეულებრივი ზედაპირული საშუალებებისა, რომლებიც იკრიბებიან სფერული მიკელის შესაქმნელად, ტყუპების ზედაპირები წარმოქმნიან მრავალფეროვან მიკელეს მორფოლოგიას, მაგალითად, ხაზოვანი და ბილიერის სტრუქტურებს, მათი სტრუქტურული მახასიათებლების გამო. მიკელეს ზომაში, ფორმასა და ჰიდრატაციაში განსხვავებები პირდაპირ გავლენას ახდენს ხსნარის ფაზის ქცევაზე და რევოლოგიურ თვისებებზე, ასევე იწვევს ხსნარის ვიზუელასტიურობის ცვლილებებს. ჩვეულებრივი ზედაპირული საშუალებები, როგორიცაა ანიონური ზედაპირული საშუალებები (SDS), ჩვეულებრივ ქმნიან სფერულ მიკელებს, რომელთაც თითქმის არ ახდენენ ხსნარის სიბლანტეს. ამასთან, ტყუპების ზედაპირების სპეციალური სტრუქტურა იწვევს უფრო რთული მიკელეს მორფოლოგიის წარმოქმნას და მათი წყალხსნარის თვისებები მნიშვნელოვნად განსხვავდება ჩვეულებრივი ზედაპირული საშუალებებისგან. ტყუპების ზედაპირების წყალხსნარის სიბლანტე იზრდება ტყუპების ზედაპირების კონცენტრაციის გაზრდით, ალბათ იმიტომ, რომ წარმოქმნილი ხაზოვანი მიკელები ერთმანეთთან გადახლართულია ვებ-მსგავსი სტრუქტურაში. ამასთან, ხსნარის სიბლანტე მცირდება ზედაპირული კონცენტრაციის მატებასთან ერთად, ალბათ, ვებ სტრუქტურის შეფერხებისა და სხვა მიკელური სტრუქტურების ფორმირების გამო.
03 ტყუპების სურფაქტანტების ანტიმიკრობული თვისებები
როგორც ერთგვარი ორგანული ანტიმიკრობული აგენტი, ბარიონური სურფაქტანტის ანტიმიკრობული მექანიზმი ძირითადად ის არის, რომ იგი აერთიანებს ანიონებს მიკროორგანიზმების უჯრედულ მემბრანულ ზედაპირზე ან რეაგირებს სულფჰიდრილ ჯგუფებთან, მათი ცილებისა და უჯრედული მემბრანების წარმოქმნაზე, რითაც გაანადგურებს მიკრობული ქსოვილები, რომ გაანადგურონ მიკროორგანიზმი.
3.1 ანიონური ტყუპების ანტიმიკრობული თვისებები
ანტიმიკრობული ანიონური სურფაქტანტების ანტიმიკრობული თვისებები ძირითადად განისაზღვრება მათ მიერ ჩატარებული ანტიმიკრობული გზების ბუნებით. კოლოიდურ ხსნარებში, როგორიცაა ბუნებრივი ლატექსები და საიზოლაციო მასალები, ჰიდროფილური ჯაჭვები აკავშირებს წყალში ხსნადი დისპერსიებს, ხოლო ჰიდროფობიური ჯაჭვები ჰიდროფობიურ დისპერსიებს მიეკუთვნება მიმართულებითი ადსორბციით, რითაც ორი ფაზური ინტერფეისი გადააქცევს მკვრივ მოლეკულურ ინტერფაზურ ფილმს. ამ მკვრივი დამცავი ფენის ბაქტერიული ინჰიბიტორული ჯგუფები აფერხებენ ბაქტერიების ზრდას.
ანიონური სურფაქტანტების ბაქტერიული ინჰიბიციის მექანიზმი ძირეულად განსხვავდება კატიური ზედაპირული საშუალებებისგან. ანიონური სურფაქტანტების ბაქტერიული ინჰიბიცია დაკავშირებულია მათ ხსნარის სისტემასთან და ინჰიბირების ჯგუფებთან, ამიტომ ამ ტიპის surfactant შეიძლება შეზღუდული იყოს. ამ ტიპის surfactant უნდა იყოს წარმოდგენილი საკმარის დონეზე, ისე რომ surfactant იყოს წარმოდგენილი სისტემის ყველა კუთხეში, რათა წარმოქმნას კარგი მიკრობიზური ეფექტი. ამავე დროს, ამ ტიპის ზედაპირულობას არ გააჩნია ლოკალიზაცია და სამიზნე, რაც არა მხოლოდ იწვევს ზედმეტი ნარჩენების, არამედ ქმნის წინააღმდეგობას დიდი ხნის განმავლობაში.
როგორც მაგალითად, ალკილის სულფონატზე დაფუძნებული ბიოსურფაქტანტები გამოყენებულია კლინიკურ მედიცინაში. ალკილის სულფონატები, როგორიცაა Busulfan და Treosulfan, ძირითადად მკურნალობენ მიელოპროლიფერაციულ დაავადებებს, რომლებიც მოქმედებენ გუანინსა და შარდმჟავას შორის ჯვარედინი კავშირის წარმოქმნას, ხოლო ეს შეცვლა ვერ გამოსწორდება უჯრედული კორექტირებით, რის შედეგადაც აპოპტოზური უჯრედების სიკვდილი ხდება.
3.2 კატიური ტყუპების სურფაქტანტების ანტიმიკრობული თვისებები
შემუშავებული კატიური ტყუპების სურფაქტანტების ძირითადი ტიპია მეოთხეული ამონიუმის მარილის ტიპის ტყუპების surfactants. მეოთხეული ამონიუმის ტიპის კატიური ტყუპების surfactants– ს აქვს ძლიერი ბაქტერიციდული ეფექტი, რადგან მეოთხეული ამონიუმის ტიპის ბარიონური ზედაპირული მოლეკულებში არსებობს ორი ჰიდროფობიური გრძელი ალკანური ჯაჭვი, ხოლო ჰიდროფობიური ჯაჭვები ქმნიან ჰიდროფობიურ ადსორბციას უჯრედის კედელთან (პეპტიდოგლიკანთან); ამავდროულად, ისინი შეიცავს ორ დადებითად დატვირთულ აზოტის იონს, რაც ხელს შეუწყობს სურფაქტანტული მოლეკულების ადსორბციას უარყოფითად დამუხტული ბაქტერიების ზედაპირზე, ხოლო შეღწევისა და დიფუზიის გზით, ჰიდროფობიური ჯაჭვები ღრმად შეაღწევს ბაქტერიულ უჯრედულ მემბრანულ ფენაში, შეცვალეთ უჯრედული მემბრანული, ტოლერანტულ ტენდერში, შეცვალოს უჯრედული მემბრანული პირობებში, ტოლერანტულ ცელ -ში, შეცვალოს უჯრედული მემბრანული ტოლერანტული ტონით, შეიცვალოს უჯრედული მემბრანული პირობებში, ტოპერულობის მარაგით, შეიცვალოს უჯრედული მემბრანული, ტოლერანტულ ტენდერში, შეიცვალოს უჯრედული მემბრანული პირობებში, ტოლერანტულ ტოლერებში, შეცვალოს უჯრედული მემბრანული პირობა, ტოლერანტულ ცელ -ში, შეცვალოს უჯრედული მემბრანული პირობა, ტოლერანტულ ენაზე. ჰიდროფილური ჯგუფები ღრმა ცილაში, რამაც გამოიწვია ფერმენტის აქტივობის დაკარგვა და ცილის დენატურაცია, ამ ორი ეფექტის ერთობლივი ეფექტის გამო, ფუნგიციდს აქვს ძლიერი ბაქტერიციდული ეფექტი.
ამასთან, გარემოსდაცვითი თვალსაზრისით, ამ სურფაქტანტებს აქვთ ჰემოლიზური მოქმედება და ციტოტოქსიურობა, ხოლო წყლის ორგანიზმებთან და ბიოდეგრადირებასთან უფრო გრძელი კონტაქტის დრო შეიძლება გაზარდოს მათი ტოქსიკურობა.
3.3 არაიონური ტყუპების ანტიბაქტერიული თვისებები
ამჟამად არსებობს არაიონური ტყუპების სურფაქტანტების ორი ტიპი, ერთი არის შაქრის წარმოებული, ხოლო მეორე - ალკოჰოლის ეთერი და ფენოლის ეთერი.
შაქრის შედეგად წარმოქმნილი ბიოსურფაქტანტების ანტიბაქტერიული მექანიზმი ემყარება მოლეკულების ნათესაობას, ხოლო შაქრის შედეგად წარმოქმნილ ზედაპირულ საშუალებებს შეუძლიათ დაუკავშირდნენ უჯრედის მემბრანებს, რომლებიც შეიცავს ფოსფოლიპიდების დიდ რაოდენობას. როდესაც შაქრის წარმოებულების კონცენტრაცია ზედაპირული საშუალებების კონცენტრაცია გარკვეულ დონეზე აღწევს, ის ცვლის უჯრედის მემბრანის გამტარიანობას, ქმნის ფორებს და იონურ არხებს, რაც გავლენას ახდენს საკვებ ნივთიერებების ტრანსპორტირებასა და გაზის გაცვლაზე, რაც იწვევს შინაარსის გადინებას და საბოლოოდ იწვევს ბაქტერიის სიკვდილს.
ფენოლური და ალკოჰოლური ეთერების ანტიმიკრობული აგენტების ანტიბაქტერიული მექანიზმი არის უჯრედის კედელზე ან უჯრედის მემბრანასა და ფერმენტებზე მოქმედება, მეტაბოლური ფუნქციების ბლოკირება და რეგენერაციული ფუნქციების შეფერხება. მაგალითად, დიფენილის ეთერების ანტიმიკრობული მედიკამენტები და მათი წარმოებულები (ფენოლები) ჩაძირულია ბაქტერიულ ან ვირუსულ უჯრედებში და მოქმედებენ უჯრედის კედლისა და უჯრედის მემბრანის მეშვეობით, ინჰიბირებენ ბირთვული მჟავების სინთეზს და ცილების სინთეზს, რაც ზღუდავს ბაქტერიების ზრდას და რეპროდუქციას. იგი ასევე პარალიზებს ბაქტერიებში ფერმენტების მეტაბოლურ და რესპირატორულ ფუნქციებს, რომლებიც შემდეგ ვერ ხერხდება.
3.4 ამფოტერული ტყუპების ანტიბაქტერიული თვისებები
ამფოტერიული ტყუპების surfactants არის surfactants- ის კლასი, რომელსაც აქვს როგორც კატიონები, ასევე ანიონები მათ მოლეკულურ სტრუქტურაში, შეუძლიათ იონიზაცია მიიღონ წყალხსნარში და გამოავლინონ ანიონური სურფაქტანტების თვისებები ერთ საშუალო მდგომარეობაში და კატიური ზედაპირული საშუალებები სხვა საშუალო მდგომარეობაში. ამფოტერული სურფაქტანტების ბაქტერიული ინჰიბიციის მექანიზმი შეუსაბამოა, მაგრამ ზოგადად ითვლება, რომ ინჰიბიცია შეიძლება მსგავსი იყოს მეოთხეული ამონიუმის სურფაქტანტების მსგავსი, სადაც სურფაქტანტი ადვილად იწევს ნეგატიურად დატვირთულ ბაქტერიულ ზედაპირზე და ერევა ბაქტერიული მეტაბოლიზმით.
3.4.1 ამინომჟავის ტყუპების ანტიმიკრობული თვისებები
ამინომჟავის ტიპის ბარიონური სურფაქტანტი არის კატიური ამფოტერიული ბარიონური ზედაპირული ზედაპირი, რომელიც შედგება ორი ამინომჟავისაგან, ამიტომ მისი ანტიმიკრობული მექანიზმი უფრო ჰგავს მეოთხეული ამონიუმის მარილის ტიპის ბარიონურ ზედაპირულობას. სურფაქტანტის დადებითად დატვირთული ნაწილი იზიდავს ბაქტერიული ან ვირუსული ზედაპირის უარყოფითად დატვირთულ ნაწილს ელექტროსტატიკური ურთიერთქმედების გამო, და შემდგომში ჰიდროფობიური ჯაჭვები აკავშირებს ლიპიდურ ბილიკს, რაც იწვევს უჯრედული შინაარსის და ლიზის სიკვდილს. მას აქვს მნიშვნელოვანი უპირატესობები მეოთხეული ამონიუმის დაფუძნებული ტყუპების ზედაპირული ზედაპირების მიმართ: მარტივი ბიოდეგრადირება, დაბალი ჰემოლიზური მოქმედება და დაბალი ტოქსიკურობა, ასე რომ, იგი ვითარდება მისი გამოყენებისთვის და მისი გამოყენების ველი გაფართოვდება.
3.4.2 არაინინომჟავის ტიპის ტყუპების ანტიბაქტერიული თვისებები
არაინინომჟავას ტიპის ამფოტერიული ტყუპების ზედაპირული საშუალებები აქვთ ზედაპირული აქტიური მოლეკულური ნარჩენები, რომლებიც შეიცავს როგორც არაიონირებად დადებით და უარყოფით მუხტის ცენტრებს. არაინინომჟავას ტიპის მთავარი ტყუპების ზედაპირული საშუალებებია ბეტაინი, იმიდაზოლინი და ამინ ოქსიდი. ბეტაინის ტიპის გათვალისწინებით, ბეტაინის ტიპის ამფოტერულ სურფაქტანტებს აქვთ მოლეკულებში როგორც ანიონური და კატიური ჯგუფები, რომელთაც ადვილად არ აქვთ დაზარალებული არაორგანული მარილები და აქვთ surfactant ეფექტები როგორც მჟავე, ასევე ტუტე ხსნარებში, ასევე ანტიმიკრობული მექანიზმი, რომელიც მიჰყვება კაციური გემინის ზედაპირულ გადაწყვეტილებებს და მჟავე გადაწყვეტილებებში, მჟავიანურ გადაწყვეტილებებში, მჟავიანური ხსნარებით, მჟავიანური გადაწყვეტილებებით, მჟავიანური ხსნარებით, რომლებიც მჟავიანური გადაწყვეტილებებით ხდება მჟავიანურ გადაწყვეტილებებში. ტუტე გადაწყვეტილებები. მას ასევე აქვს შესანიშნავი კომპოზიციური შესრულება სხვა ტიპის surfactants.
04 დასკვნა და პერსპექტივა
ტყუპების სურფაქტანტები უფრო მეტად გამოიყენება ცხოვრებაში მათი განსაკუთრებული სტრუქტურის გამო, და ისინი ფართოდ გამოიყენება ანტიბაქტერიული სტერილიზაციის, საკვების წარმოების, დეფოამინგისა და ქაფის ინჰიბიციის, ნარკოტიკების ნელი განთავისუფლებისა და სამრეწველო გაწმენდის სფეროებში. მწვანე გარემოს დაცვაზე მზარდი მოთხოვნილებით, ტყუპების სურფაქტანტები თანდათანობით ხდება ეკოლოგიურად და მრავალფუნქციურ ზედაპირულ ზედაპირებად. ტყუპების ზედაპირული საშუალებების შესახებ სამომავლო კვლევები შეიძლება განხორციელდეს შემდეგი ასპექტებით: ახალი ტყუპების ზედაპირული საშუალებების შემუშავება სპეციალური სტრუქტურებითა და ფუნქციებით, განსაკუთრებით ანტიბაქტერიულ და ანტივირუსულებზე კვლევების განმტკიცებაზე; საერთო surfactants ან დანამატების შედგენა, რათა შექმნან პროდუქტები უკეთესი შესრულებით; და იაფი და ადვილად ხელმისაწვდომი ნედლეულის გამოყენება ეკოლოგიურად ტყუპების ზედაპირების სინთეზის მიზნით.
პოსტის დრო: მარტი -25-2022