近期，RUDN大學的一位化學家和同事開發了兩種基于新型銀離子配位聚合物涂層，對四種常見病原體抗菌率高達99.99%，相關研究結果發表在ACS Appl. Mater. Interfaces上。

生物膜是微生物生長的最常見形式，可以在環境和動物(包括人類)的許多不同界面上生長。生物膜形成指的是一種受保護的生長模式，它允許微生物通過自制高分子基質在惡劣的環境中生存和繁殖。由于這種受保護的生活方式，生物膜中的細菌對抗生素和抗菌素更有抵抗力，經常導致持續感染。除了生物膜問題之外，多重耐藥細菌的不斷出現是目前世界范圍內的主要公共衛生問題之一。因此，不僅需要開發新的更有效的抗生素，還需要具有生物活性的功能材料，以防止細菌的積累和生物膜在其表面的生長。

近年來，由于生物活性金屬有機框架(bioMOFs)或配位聚合物(CPs)可以將生物活性金屬中心與具有公認抗菌功能的生物活性配體和/或客體分子結合在一起，因此用于多種抗菌應用的生物活性金屬框架或配位聚合物的研究得到了越來越多的發展。在多種bioMOFs和CPs中，基于銀的化合物受到特別關注，因為這種金屬對動物細胞的毒性相對較低，因此設計開發基于銀配位化合物并探索其生物活性至關重要。作為一種抗菌金屬，銀納米顆粒和銀離子具有很好的殺菌效果。另一方面，CPs作為抗菌材料的可行應用要求有容易的合成程序，最好是基于一鍋自組裝方法，使用簡單的金屬前體和各種商業上可獲得的化學品作為構筑基元。基于此，研究者重點關注設計新型銀(I) 配位聚合物，并將其作為抗菌添加劑用于生產可生物降解生物聚合物和/或包裝涂料。在這方面，環氧大豆油丙烯酸酯(ESOA)是一種從大豆油中提取的環境友好型生物基塑料，可作為基體樹脂。

因此，研究者用硝酸銀和三聚氰胺酸來合成銀基配位聚合物。該聚合物通過自組裝獲得，即循環組分自身相互作用形成一種模式，然后將其添加到大豆油基質中。目前，研究者用不同濃度的配位聚合物-0.05%，0.1%和0.5%創建了三種類型的膜。進一步，研究者們測試了這種細菌是否能在涂有新聚合物的表面上形成生物膜。在實驗中，他們使用了四種可以在人體中形成生物膜并導致疾病的病原體。表皮葡萄球菌引起膿毒癥、心內膜炎、結膜炎，金黃色葡萄球菌引起幾乎所有器官和組織的化膿性炎癥，銅綠假單胞菌是人類醫院感染的病原體，而大多數無害的大腸桿菌有時可引起嚴重的食物中毒。結果發現，新型配位聚合物似乎對四種細菌都有效（圖1）。其抗菌效果取決于聚合物濃度。神奇的是，其中含有0.05%的活性聚合物的涂層——可以消滅所有四種細菌中99.99%的細菌。

圖1：用不同濃度(0.05、0.1、0.5%)AgNO3摻雜的[ESOA]n膜的抗菌膜活性(AgNO3@[ESOA]n)和CPs 1 (1@[ESOA]n)和2 (2@[ESOA]n)對革蘭氏陰性(P. aeruginosa和E. coli)和革蘭氏陽性(金黃色葡萄球菌和表皮葡萄球菌)。

RUDN聯合化學研究所副研究員Alexander Kirillov博士說:“我們開發了一種合成策略，并描述了兩種新型基于銀的生物活性配位聚合物的結構特性。我們將這些化合物丙烯酸環氧大豆油固定化，并創造了一種用于抗菌用途的混合材料。們的工作打開了CP-摻雜的生物聚合物的抗菌膜應用，為功能生物材料的設計提供了新的前景和非常有前途的結果。”