本文選題：固液反應 + 連多硫酸鉀　； 參考：《中國礦業(yè)大學》2016年博士論文

【摘要】：連多硫酸鹽作為無機硫化物在氧化成硫酸鹽過程中形成的中間體,由于沒有商品出售和難以合成,文獻缺少對其抗細菌、真菌性質的研究。本文以硫代硫酸鈉和二氯化硫、二氯化二硫為主料,采用固液反應新工藝合成高純度連五硫酸鉀和連六硫酸鉀。采用改進的焦亞硫酸鉀和二氯化硫/二氯化二硫合成法制備出高純度連三和連四硫酸鉀。連多硫酸鉀的純度采用毛細管電泳法和Hg Cl2滴定法兩種方法對比分析,毛細管電泳法測定連三、連四、連五和連六硫酸鉀的純度分別為99.95%、99.91%、99.7%和99.8%,Hg Cl2滴定法的測得值分別為98.54%、99.08%、98.47%和98.81%。以革蘭氏陰性菌綠膿桿菌(P.aeruginosa,ATCC 27853)、大腸桿菌(E.coli,ATCC 23282)和革蘭氏陽性菌金黃色葡萄球菌(S.aureus,ATCC 35696)為實驗菌種,以連多硫酸鹽的最小抑菌濃度(MIC)、最小殺菌濃度(MBC)和抑菌圈(牛津杯法)大小表征了連多硫酸鹽的抗細菌活性。從連三到連六硫酸鹽,連多硫酸鉀的抗菌活性隨連多硫酸鹽中硫鏈的增長而增強,這是由于連多硫酸鉀的抗菌能力來源于其水解而緩慢析出的硫。因此,當向連多硫酸鹽溶液中加入路易斯堿(如尿素、碳酸鹽等)時,因消耗連多硫酸鹽水解生成的酸可以促進連多硫酸鹽進一步水解,析出更多的活性硫,表現(xiàn)出比純連多硫酸鹽增強的抗菌活性。純連六硫酸鉀抗P.aeruginosa和S.aureus的MIC分別為1.95μg.m L-1和125μg.m L-1,對P.aeruginosa的MBC為1000μg.m L-1,然而,在研究的濃度范圍內(不高于1000μg.m L-1)純連六硫酸鉀對S.aureus沒有殺菌能力,對E.coli沒有抑菌活性。而混合尿素的連六硫酸鉀對P.aeruginosa的MIC和MBC分別為0.98μg.m L-1和250μg.m L-1,由于純尿素在研究的濃度范圍內沒有抑菌能力,實驗結果說明尿素對連六硫酸鉀抗P.aeruginosa的抑菌和殺菌能力分別提高了2倍和4倍,對S.aureus的抑菌能力也提高了4倍�；旌夏蛩氐倪B五硫酸鉀對P.aeruginosa的MIC和MBC分別為7.81μg.m L-1和500μg.m L-1,由于純的連五硫酸鉀對P.aeruginosa的MIC為62.5μg.m L-1,所以尿素對連五硫酸鉀抗P.aeruginosa的能力提高了8倍。與添加尿素的作用相同,混合碳酸鉀的連多硫酸鉀也呈現(xiàn)出增強的抗菌活性。連六硫酸鉀和碳酸鉀的混合物抗S.aureus的最小抑菌濃度為7.81μg.m L-1,對P.aeruginosa的MIC和MBC分別為0.98μg.m L-1和250μg.m L-1。所以,碳酸鉀分別提高了連六硫酸鉀抗P.aeruginosa和S.aureus的抑菌能力2倍和16倍。碳酸鉀和連五硫酸鉀的混合物抗S.aureus的最小抑菌濃度為62.5μg.m L-1,藥劑對P.aeruginosa的MIC和MBC分別為1.95和500μg.m L-1,由于純的五硫酸鉀對P.aeruginosa的MIC為62.5μg.m L-1,所以碳酸鉀提高了連五硫酸鉀32倍抗P.aeruginosa的能力。采用培養(yǎng)皿真菌擴散法研究了連多硫酸鉀對鐮刀串珠(F.moniliforme,Gene Bank:GQ466389)、禾谷(F.graminearum,Gene Bank:GQ466391)和枯萎(F.oxysporum,Race-7)三種真菌的抑菌性。與連多硫酸鉀對細菌的抑制規(guī)律一致,在所研究的藥劑濃度范圍內,從連四、連五到連六硫酸鉀,其對三種實驗真菌的抑菌能力均逐漸增強。在接菌初期,連六硫酸鉀對真菌的抑制能力最強,但隨真菌培養(yǎng)時間的延長其抑菌能力逐漸衰弱。連五硫酸鉀的抑菌能力是連四硫酸鉀的5倍,并且其抑菌能力隨真菌培養(yǎng)時間的延長基本保持穩(wěn)定。因此,連五硫酸鉀是有開發(fā)前景的廉價、長效、抗真菌藥物。在相同條件下,連多硫酸鉀對鐮刀真菌的抑菌能力也與菌種有關:鐮刀枯萎菌對藥劑最為敏感,禾谷菌次之,藥劑對鐮刀串珠菌的抑制作用最弱。只有當濃度分別不低于500μg.m L-1和1000μg.m L-1時,連五硫酸鉀對禾谷菌和串珠菌才有抑菌作用,而在濃度低至250μg.m L-1時,連五硫酸鉀對鐮刀枯萎菌就表現(xiàn)出可觀的抑菌率。對所研究的三種真菌,連多硫酸鉀均呈現(xiàn)出濃度越高,抑菌活性越強的規(guī)律。為了提高連多硫酸鉀的生物活性,并改善其物化性質以滿足連多硫酸鹽的特定用途,以十六烷基三甲基氯化銨和自制連多硫酸鉀為原料,采用綠色工藝通過復分解反應簡便合成出十六烷基三甲基連多硫酸銨。采用核磁氫譜(1H NMR)、傅里葉紅外(FTIR)和質譜(MS)對十六烷基三甲基連多硫酸銨的結構進行解析,并利用熔點、溶解度和TG-DSC對其物化性質進行表征。分別采用牛津杯法和測抑菌率法評估了十六烷基三甲基連多硫酸銨的抗細菌和抗真菌活性。由于季銨鹽陽離子與活性硫之間存在協(xié)同效應,實驗證實十六烷基三甲基連多硫酸銨比相應的連多硫酸鉀具有更強的抗細菌、抗真菌能力。為了分析連多硫酸鹽的抗菌機理,利用顯微鏡對有無用藥培養(yǎng)真菌的形貌進行原位觀察,X射線光電子能譜XPS掃描真菌菌絲(含孢子)組成元素含量的變化。實驗證實,在無藥劑PDA培養(yǎng)基上生長的鐮刀枯萎菌,其菌絲自然伸展;而在連多硫酸鹽作用下生長的真菌,其菌絲團聚彎曲,而且菌絲和孢子內含大量的藍紫色物質。X射線光電子能譜掃描結果顯示,K2S6O6藥劑培養(yǎng)的鐮刀枯萎菌,其S和K的含量明顯高于無藥劑培養(yǎng)的枯萎菌S和K的含量。同樣,十六烷基三甲基連多硫酸銨培養(yǎng)的鐮刀枯萎菌C和S的含量較高,說明連多硫酸鹽對真菌具有內吸毒性。最后,為了評估連多硫酸鉀和連多硫酸季銨鹽作為藥肥的可行性,在連多硫酸鹽抗植物病原菌室內實驗的基礎上,利用水培實驗進一步考察了連多硫酸鉀和連多硫酸季銨鹽對番茄和草莓幼苗進行活體植物實驗。實驗證明,適宜濃度的連多硫酸鉀和十六烷基三甲基連多硫酸銨不僅可以促進植物幼苗的生長還可以保護它們免受致病真菌的侵害。
[Abstract]:The antibacterial activity of continuous polysulfate was 99.95 % , 99.91 % , 99.7 % and 99.81 % , respectively . The purity of P . aeruginosa and S . aureus were 99.95 % , 99.91 % , 99.47 % and 98.81 % , respectively . The MIC and MBC of P . aeruginosa were respectively 7.81 渭g 路 mL ~ ( -1 ) and 500 渭g 路 mL ~ ( -1 ) . The MIC and MBC of P . aeruginosa increased by 8.8渭g 路 mL ~ ( -1 ) . The MIC and MBC of potassium sulfate and potassium carbonate were respectively 0.98渭g 路 mL ~ ( -1 ) and 500渭g 路 mL ~ ( -1 ) . In order to evaluate the antibacterial mechanism of polysulfate , the results showed that the results showed that there was a synergistic effect between ammonium sulfate and ammonium sulfate . The results showed that there was a synergistic effect between ammonium sulfate and ammonium sulfate .
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ440.1

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本文編號：1986536