Forskningsfremskridt inden for værtsgæstegenkendelse af β-cyklodextrin-antibakterielle midler og deres antibakterielle egenskaber
Bakterieforurening er et globalt problem, som er udbredt i det miljø, vi lever i. Utallige sygdomme er forårsaget af bakteriel overførsel hvert år. Derfor får antibakteriel behandling stigende opmærksomhed, og antallet af multiresistente bakterier stiger konstant. Hvordan man forbedrer de antibakterielle midlers antibakterielle egenskaber og hæmmer bakterielle infektioner, er blevet et presserende problem, der skal løses. Antimikrobielle midler kan hæmme bakterievækst, forstyrre cellefunktionen og føre til hurtig død af bakterieceller. Der findes tre hovedtyper af antibakterielle midler: uorganiske antibakterielle midler, organiske antibakterielle midler og naturlige antibakterielle midler. Uorganiske antibakterielle midler er modstandsdygtige over for høje temperaturer, er ikke let flygtige og har en sikker og bæredygtig antibakteriel effekt. Nanopartikler, ioner eller oxider af metal kan udøve antibakterielle effekter ved direkte kontakt, gennemtrængning eller fotokatalyse. Men på grund af toksicitetsbegrænsninger er uorganiske antibakterielle midler begrænset til nogle få metaller som sølv og titanium, og de er dyre med forsinkede antibakterielle effekter. Organiske antibakterielle midler har hurtig steriliseringshastighed, stærk steriliseringsevne og en bred vifte af typer, herunder alkoholbaserede, esterbaserede, syrebaserede osv. De er de mest velegnede antibakterielle midler til udbredt brug. Men deres opløselighed, varmebestandighed, toksicitet og modtagelighed for lægemiddelresistens er dårlig, hvilket begrænser deres anvendelse til en vis grad; Naturlige antibakterielle midler udvindes fra planter, herunder estere, peptider og fenoler som carvacrol og cinnamaldehyd. De er ugiftige, har en god antibakteriel virkning og opfylder kravene til miljøvenlighed. Men deres høje flygtighed og dårlige stabilitet påvirker deres anvendelse og antibakterielle effekt. Hvordan man forbedrer de fysisk-kemiske egenskaber af antibakterielle midler, er i øjeblikket det største problem, der står over for den udbredte anvendelse af organiske og naturlige antibakterielle midler. Cyclodextrin (CD) har den egenskab, at det indkapsler gæstemolekyler for at ændre deres egenskaber og påvirke deres interaktioner. Ved at bruge cyclodextrin som værtsmolekyle og antibakterielle midler som gæstemolekyler til genkendelse af værtsgæster kan man forbedre den antibakterielle virkning af organiske og naturlige antibakterielle midler og udvide deres anvendelsesområde.

Cyclodextrin og dets derivater har en særlig struktur med indre hydrofobicitet og ydre hydrofilicitet. Det hydrofobe lumen giver dem mulighed for selektivt at binde forskellige hydrofobe gæstemolekyler for at danne inklusionskomplekser med værtsgæstegenkendelse, hvilket resulterer i en række ændringer i gæstemolekylernes lugt, vandopløselighed, flygtighed, stabilitet og biotilgængelighed. De fleste organiske antibakterielle midler og naturlige antibakterielle midler har hydrofobicitet, men deres dårlige fysiske og kemiske egenskaber resulterer i et snævert anvendelsesområde. Ved at udnytte den særlige struktur i cyclodextrin indkapsles antibakterielle stoffer i deres hulrum, hvilket forbedrer deres fysiske og kemiske egenskaber uden at ændre deres oprindelige struktur og forbedrer deres antibakterielle virkning. Denne artikel analyserer mekanismen og rollen for værtsgæstegenkendelse af β-cyclodextrin og dets derivater med organiske og naturlige antibakterielle midler, sammenligner ændringerne i fysisk-kemiske egenskaber og antibakteriel ydeevne for antibakterielle midler, når β-cyclodextrin og dets derivater er indkapslet med forskellige antibakterielle midler, og gennemgår systematisk forskningsstatus for værtsgæstegenkendelse af β-cyclodextrin og dets derivater med organiske og naturlige antibakterielle midler, hvilket giver reference til dybdegående forskning og anvendelse af cyclodextrin-værtsgæstegenkendelse af antibakterielle midler.

Bakterielle infektioner udgør en trussel mod menneskers fysiske og mentale sundhed. Antibakterielle midler kan hæmme bakterievækst, forstyrre cellefunktionen og forårsage hurtig bakteriedød. Derfor er brugen af antibakterielle midler et effektivt middel til at hæmme bakteriel overførsel og infektion, og deres antibakterielle ydeevne afgør direkte, om de effektivt kan udøve deres antibakterielle virkninger. De fleste organiske og naturlige antibakterielle midler er begrænsede i deres anvendelse på grund af deres lave opløselighed, hurtige fordampning og dårlige stabilitet. Men deres fysisk-kemiske egenskaber kan forbedres gennem synergistiske effekter med andre stoffer for at øge deres biotilgængelighed. Den særlige struktur af β-cyclodextrin og dets derivater indkapsler antibakterielle midler i cyclodextrinhulrummet, hvilket effektivt reducerer toksiciteten af organiske antibakterielle midler og forbedrer deres dispergerbarhed, vandopløselighed og antibakterielle ydeevne gennem værtsgæstekompleksationen; Effektiv forbedring af flygtigheden, stabiliteten og den antibakterielle ydeevne af naturlige antibakterielle midler, hvilket opnår anvendelse af organiske antibakterielle midler og naturlige antibakterielle midler inden for områder som medicin, fødevarer, tekstiler, kosmetik osv.

Med den stigende forekomst af bakterielle infektioner vokser efterspørgslen efter antimikrobielle stoffer, og kravene til antimikrobielle stoffers antimikrobielle ydeevne stiger også. Hvordan man reducerer fremkomsten af antimikrobiel resistens, forbedrer effektiviteten yderligere og reducerer doseringen, er stadig et problem i brugen af antimikrobielle stoffer. β-cyclodextrin, værtsmolekylet for antibakterielle midler, har lave produktionsomkostninger og anvendes i vid udstrækning. Men den lave opløselighed og begrænsede hydrofobe region af β-cyclodextrin i vand begrænser dets anvendelse. Kemisk modifikation af cyclodextrin er den vigtigste metode til at ændre dets fysisk-kemiske egenskaber, hvilket introducerer aktive grupper for at ændre dets egenskaber og udvide dets anvendelsesområde uden at påvirke dets grundlæggende skelet. I øjeblikket er det dog hovedsageligt begrænset til at forbedre vandopløseligheden af cyclodextrin gennem simpel methylering og 2-hydroxypropylfunktionalisering med en enkelt effekt. Der er behov for yderligere udforskning for at ændre cyclodextrin, såsom ændring af hydroxylgrupper på forskellige steder, graden af alkylering og indflydelsen af forskellige funktionelle grupper på dets fysisk-kemiske egenskaber. Bindingsevnen og den antibakterielle effekt af antibakterielle gæstemolekyler.

Der er mange typer og forskellige molekylære strukturer af antibakterielle midler med cyclodextrin-værtsgæstegenkendelse, hvilket giver visse vanskeligheder med værtsgæstegenkendelse. I øjeblikket er forskning i værtsgæstegenkendelse af indkapslede organiske antibakterielle midler begrænset til nogle molekyler med enkle strukturer og dårlige fysisk-kemiske egenskaber. Men organiske antibakterielle midler har stærke effekter. Med den stigende efterspørgsel efter antibakterielle midler er det nødvendigt at fremskynde yderligere forskning i genkendelse af værtsgæster i organiske antibakterielle midler, især inden for lægemiddelresistens. Sammensætningen af naturlige antibakterielle stoffer er kompleks, og udvinding og forarbejdning er vanskelig. Det er nødvendigt at finde en passende værtsgæstidentifikation og indkapslingsmetode, der selektivt kan indkapsle effektive aktive ingredienser, forbedre antibakteriel aktivitet og reducere uønskede bivirkninger; Forskning og anvendelse af naturlige antibakterielle midler i spiselige antibakterielle materialer har tiltrukket sig opmærksomhed på grund af deres ikke-toksicitet og miljøvenlighed.

Dannelsen af cyclodextrin-værts-gæstegenkendelses-inklusionskomplekser opnås ved at inkludere den hydrofobe del af gæstemolekylets antibakterielle middel i dets hydrofobe hulrum. For at inkludere ikke-hydrofobiske antibakterielle midler er det nødvendigt først at introducere hydrofobe grupper, der matcher hulrummets størrelse. Derfor skal egnede hydrofobe grupper screenes for at opnå forbindelsen mellem cyclodextrin og ikke-hydrofobiske antibakterielle midler uden at øge produktionsomkostningerne, øge typerne af cyclodextrin-værtsgæstegenkendelse af antibakterielle midler og udvide anvendelsen af cyclodextrin-værtsgæstegenkendelse af antibakterielle midler; Baseret på dette kan værtsgæstegenkendelse af cyclodextrin og uorganiske antibakterielle midler også opnås. Uorganiske antibakterielle midler har god varmebestandighed og er nemme at behandle. De udnytter metallernes egen antibakterielle evne eller udøver antibakterielle effekter gennem fotokatalyse. Men både metaller og deres oxider er tilbøjelige til at aggregere og har dårlig spredbarhed, hvilket påvirker effektiviteten af deres antibakterielle virkninger. Hvis deres overflader modificeres med hydrofobisk modifikation, kan de ikke kun genkende og indkapsle med cyclodextrin-værtsgæstepar, men også effektivt forhindre deres aggregering, øge de aktive steder og forbedre den antibakterielle effektivitet.

Den vigtigste anvendelse af cyclodextrin-værtsgæstegenkendelse af antibakterielle agentinklusionskomplekser er i øjeblikket at virke direkte på forskellige bakterier eller at blande inklusionskomplekserne med stivelse, gelatine, nanofibre osv. for at fremstille antibakterielle belægnings- eller emballagematerialer. Anvendelsen er relativt snæver. Derfor indføres funktionelle aktive grupper samtidig med cyclodextrinmodifikation, såsom vinylmodifikation, for at fremstille cyclodextrin-værtsgæstegenkendelsesantibakterielle middelmonomerer, som kan samles med andre organiske polymermatricer for at fremstille en række cyclodextrin-værtsgæstegenkendelsesantibakterielle funktionelle materialer; Samtidig kan forskellige værtsgæstegenkendende antibakterielle midler af cyclodextrin også sammensættes og tværbindes for at udøve deres synergistiske virkninger, udvide det bredspektrede antibakterielle anvendelsesområde for antibakterielle midler og opnå højere, mere omfattende og længerevarende antibakteriel ydeevne.