Molecules：優化ZnO納米棒在聚醚砜電紡墊上的生長以提高抗菌性能

DOI:10.3390/molecules25071696

通過化學浴沉積（CBD）在聚醚砜（PES）電紡纖維表面上生長氧化鋅（ZnO）納米棒使所得無機-聚合物雜化PES/ZnO墊具有抗菌性能。尤其是，觀察到陰性（大腸桿菌）和陽性（金黃色葡萄球菌和表皮葡萄球菌）革蘭氏菌的細菌菌落形成單位（CFU）均減少。由于抗菌作用與表面上存在的ZnO量嚴格相關，因此執行CBD工藝優化以獲得在覆蓋均勻性和可再現性方面的最佳結果。掃描電子顯微鏡（SEM）和X射線光電子能譜（XPS）提供了PES/ZnO氈的形態和成分分析，而熱重分析（TGA）可用于評估最佳工藝條件，以確保相對于PES支架而言，ZnO含量更高。殺菌作用與溶液中的Zn2+離子浸出有關，這很容易通過紫外-可見測量玻璃上沉積的游離卟啉層的金屬化來說明。

圖1.（a）接種1h，退火150℃ 1h，CBD 1h；（b）接種1h，退火150℃ 1h，CBD 2h；（c）接種1h，退火150℃ 1h，CBD 3h（比例尺2μm）。

圖2.（a）接種1h，退火180℃ 1h，CBD 30分鐘；（b）接種1h，退火180℃ 1h，CBD 1h（比例尺1μm）；（c）ZnO納米棒的SEM高倍放大圖像（比例尺為200nm）。

圖3.樣品A和樣品B在空氣中的TG降解曲線（升溫速率：10℃·min-1）。

圖4.樣品A和樣品B的重量損失百分比的個體值圖。

圖5.Zn 2p3/2（a）和O1s（b）XPS峰與通過CBD工藝在PES墊上生長的ZnO有關。

圖6.用大腸桿菌ATCC 35,218（比例尺為100μm）處理過的PES（a）和PES/ZnO（b）墊。

圖7.ZnO加入PES對生物膜形成的影響。在不存在或存在氧化鋅的情況下，細菌菌株在PES上生長72小時。直方圖表示在兩個實驗條件下，每個細菌菌株的生物膜分離細胞（A）和從生物膜中回收的活細菌（CFU/mL）（B）的OD600值。條形圖代表一式三份進行的三個獨立實驗的平均值±SD（S.D.=標準偏差）。通過兩因素方差分析測定的統計學上的顯著性差異，表示為*p<0.0001 PES/ZnO vs.PES。

圖8.H2T4功能化載玻片浸泡在含有由PES/ZnO墊浸入水中（a）24小時和（b）48小時釋放的Zn2+離子的去離子水中之前（黑線）和（紅線）之后的紫外-可見光譜。