モンモリロナイトとChlorhexidini Acetasから調製した抗菌性を有する新規有機粘土

A novel organoclay with antibacterial activity prepared from montmorillonite and Chlorhexidini Acetas.

抄録

モンモリロナイトとクロルヘキシジニ・アセタス（CA）を用いて，イオン交換により抗菌性を有する一連の新規有機粘土を合成した。得られた有機粘土は，X線回折（XRD），高分解能熱重量分析（HRTG），フーリエ変換赤外分光法（FTIR）を用いて特徴づけられた。抗菌性は、いわゆるハロー法で評価した。低濃度のCAで調製した有機粘土では、粘土層間に存在するCAイオンは横方向の単分子層を形成しているが、CEC1.0～4.0で調製した有機粘土では、「キンク」状態またはインターカレーションされたCAが部分的に重なった特殊な状態になっていた。HRTG分析の結果、合成されたすべての有機粘土には粘土層の外側に位置するCAが存在し、これはCAの複雑な分子構造に起因することが明らかになった。また、表面吸着水と層間水の劇的な減少は、表面特性の変化と水和カチオンのカチオン性界面活性剤への置換によるものである。これらの観察結果はFTIRの結果からも支持されている。大腸菌に対する抗菌性試験では、得られた有機クレーの抗菌性は、CAの含有量に強く依存することが示された。一方、得られたオルガノクレイは、少なくとも1年間は抗菌活性が持続する。これらの新規有機クレーは、抗菌性を有する有機クレーベースの材料を合成する際に利用できる可能性がある。

A series of novel organoclays with antibacterial activity were synthesized using Ca-montmorillonite and Chlorhexidini Acetas (CA) by ion-exchange. The resultant organoclays were characterized using X-ray diffraction (XRD), high-resolution thermogravimetric analysis (HRTG) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Their antibacterial activity was assayed by so-called halo method. In the organoclays prepared at low CA concentration, CA ions within the clay interlayer adopt a lateral monolayer while a 'kink' state or a special state with partial overlapping of the intercalated CA in the organoclays prepared at 1.0-4.0 CEC. HRTG analysis demonstrates that CA located outside the clay interlayer exists in all synthesized organoclays, resulting from the complex molecular configuration of CA. The dramatic decrease of the surface adsorbed water and interlayer water is caused by the surface property transformation and the replacement of hydrated cations by cationic surfactant. These observations are supported by the results of FTIR. Antibacterial activity test against E. coli demonstrates that the antibacterial activity of the resultant organoclays strongly depends on the content of CA. Meanwhile, the resultant organoclay shows a long-term antibacterial activity that can last for at least one year. These novel organoclays are of potential use in synthesis of organoclay-based materials with antibacterial activity.