海洋所在燃油系統(tǒng)抗菌劑研究開發(fā)方面獲新進(jìn)展
近日,中國(guó)科學(xué)院海洋研究所海藻化學(xué)與海洋藥物組首次構(gòu)建多糖基雙效協(xié)同抗菌劑,成功開發(fā)新型廣譜抗菌劑苯并異噻唑啉酮季銨化殼聚糖(HACCBIT)和油水界面生物膜定向抗菌劑N-羥丙基三甲銨-O-烷基殼聚糖(TTAC)。該成果突破航空燃油系統(tǒng)微生物污染與協(xié)同防控的技術(shù)瓶頸,相關(guān)研究先后于5月15日和10月7日發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊Carbohydrate Polymers(影響因子12.5)和Chemical Engineering Journal(影響因子13.2)。
燃油系統(tǒng)中的微生物污染是航空安全的重要隱患之一。微生物污染導(dǎo)致燃油降解及管道、過濾器堵塞等問題,嚴(yán)重影響飛行安全。因此,開發(fā)高效、安全的燃油抗菌劑是當(dāng)前航空領(lǐng)域亟須解決的難題。針對(duì)這一問題,研究團(tuán)隊(duì)通過化學(xué)改性、定向衍生,成功合成了HACCBIT和TTAC,并對(duì)其抗菌性能、生物相容性和對(duì)金屬材料緩蝕作用,進(jìn)行了系統(tǒng)研究。研究發(fā)現(xiàn),HACCBIT在水中的溶解度是傳統(tǒng)抗菌劑BIT的30倍以上,且對(duì)人表皮細(xì)胞無毒。在抗菌性能方面,HACCBIT對(duì)多種航空燃油系統(tǒng)分離的微生物表現(xiàn)出顯著的殺菌效果,對(duì)7050鋁合金緩蝕性提高81.58%。此外,深入研究發(fā)現(xiàn),污染中期生物膜富集于油水界面,通過定向設(shè)計(jì)生物相容性高的雙親性殼聚糖衍生物抗菌劑,可有效剝離油水界面生物膜,減少金屬材料微生物侵蝕作用,提高金屬力學(xué)性能。

圖1 HACCBIT廣譜燃油系統(tǒng)抗菌劑的研究摘要圖

圖2 雙親性抗菌劑作用于油水界面生物膜機(jī)理圖
本研究開發(fā)的抗菌劑不僅解決了傳統(tǒng)抗菌劑的安全性問題,還展示了其在航空燃油系統(tǒng)中的廣譜抗菌性能和油水界面定向抗菌效果,對(duì)金屬材料具有顯著腐蝕抑制活性,為航空燃油系統(tǒng)的微生物污染防控提供了新的解決方案,對(duì)提升航空燃油系統(tǒng)的安全性和可持續(xù)性具有重要意義。
論文第一作者為中國(guó)科學(xué)院海洋研究所博士生劉麗佳,通訊作者為張全斌研究員和王晶研究員,上述研究獲得國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。
論文信息:
Liu, L., Yuan, M., Huang, J., Geng, L., Wu, N., Yue, Y.,Wang, J.*, Zhang, Q.* (2025). Preparation and antibacterial properties of benzisothiazolinone quaternized chitosan derivatives for sustainable fuel preservation. Carbohydrate Polymers,356, 123379.https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2025.123379
Liu, L., Wang, J.*, Wu, N., Geng, L., Yue, Y., Zhao, X., Huang, J., Zhang, Q.* (2025). Synthesis and characterization of fuel-water interface-targeted antibacterial agents for fuel tanks. Chemical Engineering Journal, 524, 169425.https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.169425
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