蒙脫石物理粒徑對細(xì)菌吸附有什么作用

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　　要想知道是否蒙脫石物理粒徑越小，即粉碎的越細(xì)、目數(shù)越大，對致病菌吸附就越強(qiáng)呢？就得弄清楚二個(gè)概念：一、蒙脫石的特殊結(jié)構(gòu)。二、蒙脫石對致病菌的吸附是化學(xué)吸附還是物理吸附占主導(dǎo)作用？

　　眾所周知，由于蒙脫石的特殊的結(jié)構(gòu)，其對一些大腸桿菌、霍亂弧菌、空腸彎曲菌等表面帶有粒編碼蛋白（CS31A）的帶電致病病原菌有吸附作用，對病菌產(chǎn)生的毒素有固定作用，然后隨腸蠕動(dòng)排出體外，從而避免腸粘膜損傷。起到治療腹瀉的作用。

　　一、  蒙脫石什么樣的特殊結(jié)構(gòu)導(dǎo)致它有如此神奇的功效呢

　　蒙脫石(montmorillonite)又名微晶高嶺石 其結(jié)構(gòu)式

　　Ex(H2O)4｛(Al2-x,Mgx)2［(Si,Al)4O10］(OH)2｝，式中E為層間可交換陽離子，主要為Na+、Ca2+，其次有K+、Li+等。 x為E作為一價(jià)陽離子時(shí)單位化學(xué)式的層電荷數(shù)，一般在0.2～0.6之間，呈層狀結(jié)構(gòu)，不規(guī)則片狀結(jié)晶。Al2-x,Mgx為八面體中的陽離子；Si,Al為四面體中的陽離子。

　　蒙脫石由二層共頂聯(lián)接的硅氧四面體片夾一層共棱聯(lián)接的鋁（鎂）氧（氫氧）八面體片，構(gòu)成2:1型含結(jié)晶水的T-O-T周期性層狀排列結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物，屬單斜晶系，a0=5.17nm,b0=0.894nm,c0=1.52nm。由于異價(jià)類質(zhì)同晶置換，其結(jié)構(gòu)四面體中Si4+被Al3+的取代；八面體中Al3+被 Mg2+、Fe2+等取代，造成晶格電荷不平衡，端面產(chǎn)生強(qiáng)弱不同的永久性負(fù)電荷。當(dāng)蒙脫石遇水時(shí)，其晶格中Si-O鍵Al-O鍵發(fā)生斷裂，造成端面破鍵，產(chǎn)生更強(qiáng)的電負(fù)性，為保持電性平衡，致使層間存在著大量的可交換陽離子如K+、Na+、Ca2+,這些離子可以發(fā)生同電性離子的等電量交換，從而使得蒙脫石具有離子交換的性能。蒙脫石無論對亞甲基藍(lán)的吸附還是對帶電致病菌的吸附都是基于這種離子交換的特性，即化學(xué)吸附占主要作用。

　　二、下面就吸附的概念及對致病菌的吸附機(jī)理作以闡述

　　吸附是指各種氣體、蒸氣以及溶液里的溶質(zhì)被吸著在固體或液體物質(zhì)表面上的作用。具有吸附性的物質(zhì)叫做吸附劑，被吸附的物質(zhì)叫吸附質(zhì)。

　　吸附作用可分為物理吸附和化學(xué)吸附。吸附作用實(shí)際是吸附劑對吸附質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的吸引作用。

　　物理吸附是以分子間作用力相吸引的，吸附熱少。如活性炭對許多氣體的吸附屬于這一類，被吸附的氣體很容易解脫出來，而不發(fā)生性質(zhì)上的變化。所以物理吸附是可逆過程。

　　化學(xué)吸附則以類似于化學(xué)鍵的力相互吸引，其吸附熱較大。所以化學(xué)吸附大都是不可逆過程。同一物質(zhì)，可能在低溫下進(jìn)行物理吸附而在高溫下為化學(xué)吸附，或者兩者同時(shí)進(jìn)行。

　　蒙脫石對細(xì)菌的主要作用是吸附，吸附力強(qiáng)弱與帶電性有關(guān)，“車廂式”的結(jié)構(gòu)的蒙脫石凝膠性能將細(xì)菌固定到“車廂”中的獨(dú)特吸附方式是治療腹瀉的藥理基礎(chǔ)。

　　內(nèi)毒素吸附劑—蒙脫石發(fā)揮吸附作用主要依靠一些帶正電荷或可以形成正電荷基團(tuán)的配體，這些配體與內(nèi)毒素脂多糖LPS上的電負(fù)性基團(tuán)（磷酸根）通過靜電力發(fā)生吸附作用。蒙脫石具有獨(dú)特的電荷特性，其納米層片結(jié)構(gòu)的端面帶正電，層面帶負(fù)電，其層片結(jié)構(gòu)被打開時(shí)，由于電荷吸附效應(yīng)使單元層相互剝離，形成一種不穩(wěn)定的帶電微粒且互相運(yùn)動(dòng)的“卡片宮”結(jié)構(gòu)，其在外力作用下很容易遭到破壞并重新搭建又將釋放出微電流，從而具有持續(xù)性的效果。這種效果較好的解釋了蒙脫石作為無機(jī)型吸附劑在腸道對LPS持續(xù)而有效的化學(xué)吸附作用。

　　蒙脫石對細(xì)菌的吸附各種特性指標(biāo)如吸附等溫曲線、蒙脫石的層電荷密度以及用電荷性很小的絹云母做比較，充分說明了蒙脫石對細(xì)菌的吸附主要是化學(xué)吸附。

　　三、蒙脫石在動(dòng)物體內(nèi)作用環(huán)境

　　動(dòng)物消化系統(tǒng)內(nèi)的食糜是呈半流質(zhì)狀存在的，其中水分含量非常高（80-90%），又由于蒙脫石在水中膨脹、分散的特性形成了帶負(fù)電的板塊表面和帶正電的邊緣相連接，形成了“表面-邊緣”的“車廂式”懸浮物，正是這種“車廂式”懸浮物將有害菌及其產(chǎn)生的毒素吸附固定在“車廂”內(nèi)，從而將其清除掉。

　　四、結(jié)論

　　由此可見，蒙脫石對細(xì)菌的吸附主要是化學(xué)吸附，對細(xì)菌的清除能力決定于蒙脫石的電負(fù)性、離子交換量，這從醫(yī)藥蒙脫石要求的主要技術(shù)指標(biāo)：吸藍(lán)量（蒙脫石中的層間離子與水溶液中呈一價(jià)陽離子進(jìn)行交換；而亞甲基藍(lán)是一種有機(jī)極性分子，它在水溶液中產(chǎn)生一價(jià)陽離子，能取代蒙脫石中可交換的陽離子而被吸附）、陽離子交換量、吸附力也能看出。

　　當(dāng)然，物理吸附也存在著一定的作用，如盡量對蒙脫石磨細(xì)，因?yàn)槲锢砹皆叫∑浔缺砻娣e越大，而比表面積越大，其物理吸附能力也會(huì)相應(yīng)增強(qiáng)，但為了追求機(jī)械方法使粒徑愈小，由此增加物理吸附，提高其吸附力是得不償失的。因?yàn)槊擅撌邆浞浅?qiáng)的水分散性，在動(dòng)物腸道內(nèi)存在著足夠的水質(zhì)條件的前提下會(huì)自然崩解分散成2um 的粒徑，并均勻分散在消化道內(nèi)，形成“車廂式”懸浮凝膠從而能達(dá)到吸附細(xì)菌及其產(chǎn)生的毒素目的。而如此微米級的粒徑，機(jī)械加工至6000目才可達(dá)到。

　　若所選擇的吸附劑沒有離子交換性（如絹云母）即使粉碎再細(xì)，也不具備吸附細(xì)菌及毒素的能力。市面上出售的醫(yī)藥級蒙脫石顆粒粒徑僅200多目而已。