季鏻鹽殺菌滅藻劑

時(shí)間：2023-03-24 07:24:09來(lái)源：food欄目：食品快速檢測(cè) 閱讀：

季鏻鹽殺菌滅藻劑

[db:作者] / 2023-02-07 00:00

季鏻鹽類殺菌劑是在季銨鹽基礎(chǔ)上開發(fā)的新一代高效、廣譜非氧化殺菌劑，除具有很強(qiáng)的殺菌性能，季憐鹽類殺菌劑還有較強(qiáng)的黏泥剝離能力、低的發(fā)泡性、低劑量、良好的配伍性以及較寬的pH使用范圍，因此它出現(xiàn)后就成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)各種水處理藥品書籍對(duì)其介紹比較簡(jiǎn)單，因此本書將更深入地對(duì)其進(jìn)行總結(jié)，以供研究者和使用者參考。

(1)季鏻鹽類殺菌滅藻劑的殺菌機(jī)理

季鏻鹽類殺菌劑從結(jié)構(gòu)、類型上來(lái)看屬于陽(yáng)離子表面活性劑，其殺菌機(jī)理-般可認(rèn)為此類化合物中帶正電荷的有機(jī)陽(yáng)離子被帶負(fù)電荷的細(xì)菌選擇性地吸附(陽(yáng)離子通過(guò)靜電力、氫鍵力以及表面活性劑分子與蛋白質(zhì)分子之間的疏水結(jié)合等作用)，或聚集在細(xì)胞壁上，產(chǎn)生室阻效應(yīng)，導(dǎo)致細(xì)菌生長(zhǎng)受抑而死亡，或通過(guò)滲透和擴(kuò)散作用，穿過(guò)表面進(jìn)入細(xì)胞膜，從而阻礙細(xì)胞膜的半滲透作用，并進(jìn)一步進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，使細(xì)胞酶鈍化，蛋白質(zhì)酶不能產(chǎn)生，從而使蛋白質(zhì)變形，達(dá)到殺死細(xì)菌細(xì)胞的作用。這種陽(yáng)離子表面活性劑的親油基團(tuán)能溶解并損傷細(xì)菌表面的脂肪壁，改變了細(xì)菌原生質(zhì)膜的物化性質(zhì)。親油基的溶解性能越好，越有利于破壞細(xì)菌原生質(zhì)膜，加速細(xì)菌的死亡。

圖7-22 季鏻鹽與季銨鹽的結(jié)構(gòu)比較

季鏻鹽與季銨鹽有相似的結(jié)構(gòu)，如圖7-22所示，只是用含磷的陽(yáng)離子代替季銨鹽中含氮的陽(yáng)離子。季鏻鹽中的磷原子與季銨鹽中的氮原子同是第V主族元素，均采用SP3雜化軌道與其他4個(gè)烷基碳原子相連，形成一個(gè)四面體，這樣的分子結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，與一般氧化還原劑、酸堿性物質(zhì)及其他類型化合物不起作用。但是，氮原子是第二周期元素，而磷原子是第三周期的元素，磷原子半徑較氮原子半徑大，相應(yīng)的離子半徑也大。離子半徑大使其極化作用增大，從而使其周圍的正電性增加。正電性增加使其容易與帶負(fù)電荷的微生物產(chǎn)生靜電吸附作用，更容易殺死微生物。因此從結(jié)構(gòu)上分析季鏻鹽的殺菌效果比季銨鹽的殺菌效果更好。季鏤鹽對(duì)革蘭陰性菌、革蘭陽(yáng)性菌及霉菌和藻類等都有效。

(2)季鏻鹽類殺菌滅藻劑的研究進(jìn)展

季鏻鹽的應(yīng)用最早開始于1941年，當(dāng)時(shí)美國(guó)的Conrad Schoeller等，經(jīng)過(guò)理論研究和實(shí)際應(yīng)用，首先提出季鏻鹽是織物和有關(guān)工業(yè)中的良好的助燃劑，這項(xiàng)成果獲得美國(guó)專利。次年，Norman E.Searle又提出季鏻鹽可作為消毒劑、殺蟲劑和去污劑。隨后，Willelm Lommel和Heinrich Munzel兩人將季鏤鹽用于織物材料殺蟲、殺菌的研究獲得成功。從20世紀(jì)70年代開始，季鏻鹽的發(fā)展便進(jìn)入了一個(gè)輝煌的成熟期。正是這個(gè)時(shí)期，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，到目前為止，從它的應(yīng)用方向來(lái)看，可分為催化劑、植物生長(zhǎng)劑、殺菌劑、阻燃劑、織物處理劑等等。

季鏻鹽用于水處理使其進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展階段，經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展已經(jīng)初具規(guī)模。早期研究的季銹鹽主要帶有三苯基鏻的結(jié)構(gòu)，開始研究時(shí)已初步顯示出好的抗菌性。Akihik等研究的帶有長(zhǎng)烷基鏈的季鏤鹽則有更佳的抗菌活性。進(jìn)一步的Akihiko等又于1993年報(bào)道了帶一個(gè)長(zhǎng)烷基的三丁基鏻，當(dāng)長(zhǎng)烷基鏈碳數(shù)為12，14，16，18時(shí)，均對(duì)E.Coli及s.Aureus菌有高效、快速的殺滅活性，并分析了殺菌效果與烷基碳鏈長(zhǎng)短的關(guān)系。同年Akihiko等報(bào)道的乙基芐基三烷基氯化鏻，當(dāng)烷基為正辛基、乙基、正丁基、苯基時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)當(dāng)烷基為正辛基時(shí)抗菌活性最強(qiáng)。

1994年Akihiko等在前面研究的基礎(chǔ)上報(bào)道了帶有單、雙長(zhǎng)烷基鏈的三甲基、二甲基季鏻鹽。他們所研究的長(zhǎng)烷基鏈的碳數(shù)分別為10、14、18。這些季鏻鹽對(duì)所試的11種典型微生物均有好的抗菌性。Akihiko還就其他結(jié)構(gòu)相同，僅陽(yáng)離子種類不同的季銨鹽和季鏤鹽進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果是后者比前者具有更佳的抗菌活性。Akihiko等于1996年報(bào)道了對(duì)乙基芐基-二甲基-長(zhǎng)鏈烷基季鏻鹽對(duì)S.Aureus菌和E.Coli菌的構(gòu)效關(guān)系并測(cè)定了此種季鏤鹽對(duì)上述兩種菌種的最小抑菌濃度(MIC)。

我國(guó)對(duì)季銹鹽類殺菌劑的研究起步較晚，主要是在國(guó)外研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)行進(jìn)一步的分子設(shè)計(jì)，以使得此類殺菌劑成為不僅具有良好的殺菌性能，而且還具有阻垢、緩蝕和分散能力的一類多效的綠色環(huán)保型水處理藥劑。發(fā)展方向是研制改性季鏻和聚季鏻鹽。改性季銷鹽主要可分為烷氧基改性季鎖鹽、縮醛改性季銷鹽和聚醚改性季鎖鹽，它們主要都是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)將烷氧基基團(tuán)、醛基基團(tuán)和醚基基團(tuán)直接連在分子中的中心磷原子上，通過(guò)分析證明這將大大增強(qiáng)中心磷原子的正電性，有助于殺菌性能的提高。在聚季銷鹽的研究方面，主要是設(shè)法通過(guò)季銹鹽殺菌劑一單體化合物的聚合或?qū)⒓剧l鹽殺菌劑分子固定在高分子載體上制成聚合物殺菌劑，尤其研究的是水不溶性聚合物殺菌劑。聚季鏻鹽已初步顯示了良好的殺菌性，適當(dāng)?shù)南嗨平Y(jié)構(gòu)的聚季鏻鹽較聚季銨鹽有更佳的抗菌性，這類聚合物的緩蝕、長(zhǎng)效性更為人關(guān)注，但目前該類聚合物尚有一定的水溶性，而且合成原料受限，尚需作更多的探索和研究。

(3)季銷鹽殺菌滅藻劑的生產(chǎn)應(yīng)用

季鏻鹽類殺菌劑雖然具有很多其他殺菌劑并不具備的性能，但由于此類產(chǎn)品生產(chǎn)工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高，工業(yè)化較為困難。在國(guó)外與國(guó)內(nèi)水處理藥劑市場(chǎng)上有英國(guó)Ciba Geigy公司的產(chǎn)品B-350，由于其優(yōu)良的性能在國(guó)外得到了普遍的使用，在國(guó)內(nèi)也有良好的應(yīng)用前景。此產(chǎn)品中起殺菌作用的活性成分就是單長(zhǎng)鏈的三丁基氯化鏻，通過(guò)復(fù)配，得到一種無(wú)色透明液體，可以與任何比例的水互溶，藥劑有效含量為50%，使用非常方便。由我國(guó)石油化工科學(xué)研究院研制的季銷鹽型殺菌劑RP-71,通過(guò)在不同藥劑濃度下評(píng)定對(duì)異養(yǎng)菌、鐵細(xì)菌、真菌和硫酸鹽還原菌的殺菌效果時(shí)發(fā)現(xiàn)，RP-71的殺菌率無(wú)論是在低濃度還是在高濃度下，均與B-350相當(dāng)，具有高效、廣譜和低劑量的特點(diǎn)。

百檢網(wǎng)就是一家權(quán)威的食品檢測(cè)機(jī)構(gòu)，提供各種檢測(cè)需求服務(wù)，有任何疑問(wèn)歡迎電聯(lián)或者在線咨詢客服。

上一篇：雙季銨鹽的制備方法及應(yīng)用

下一篇：四羥甲基硫酸鏻(THPS)