近年来,由于抗生素的不恰当使用乃至滥用,具耐药性的致病菌呈井喷式爆发,因此寻找其他类抗菌物质（亦即抗生素的替代物）迫在眉睫。前人研究表明自然界中某些粘土矿物混合物具有抗菌活性,可以在非中性pH（<4.5或者>10）条件下,通过阳离子交换、矿物溶解等方式释放出游离态金属离子(亦即Fe²⁺,Al³⁺等),杀死多种具有抗生素耐药性的细菌。实验室前期研究工作证实,还原态含铁粘土矿物中的结构Fe（II）是抗菌粘土混合物中的有效抑菌成分。但是考虑到粘土及细菌表面的负电性,及·OH等ROS本身的高度易猝灭特性,普通还原态粘土与细菌之间的库伦排斥力,会极大地影响粘土的抗菌效果。本研究目的是通过改变粘土表面带电性,来提高粘土表面所产生的ROS的实际利用程度,从而增强其杀菌效率。为实现这一目标,我们将壳聚糖插入到绿脱石（NAu-2）层间,以制备壳聚糖插层绿脱石（C-NAu-2）。通过化学还原,得到还原态C-NAu-2（rC-NAu-2）。相较于还原态绿脱石（rNAu-2）,rC-NAu-2的抗菌活性更高、有效抗菌浓度更低、适用pH范围更广、持续抗菌时间更长。rNAu-2只能在pH 6条件下杀菌,不能在pH 7和8条件下杀菌,而rC-NAu-2的杀菌性能则不受pH限制。即使在pH 6条件下,rNAu-2至少需要4.88 mM总二价铁才能将¹08 CFU/mL的大肠杆菌（E.coli DH5α）在24小时内杀死,而rC-NAu-2只需要3.13 mM总二价铁即可达到相同的杀菌效果。同时,rC-NAu-2可以在近中性pH条件下将其有效抑菌时间从24小时延长至48小时。带正电的rC-NAu-2粘土颗粒和带负电的细菌在空间上紧密接触,增加了ROS攻击细菌细胞膜的机会,促进后续可溶性Fe²⁺涌入胞内,形成胞内ROS累积。rNAu-2作用后的E.coli DH5α,其细胞膜破裂和细胞内ROS/Fe积累都局限在细菌两端;而rC-NAu-2与E.coli DH5α紧密结合,造成非选择性的细胞膜破裂,其细胞内ROS/Fe累积呈现出无定向分布。我们的改性粘土抗菌实验结果,强调了粘土-细菌接触关系在粘土抗菌过程中的重要性,由此提出的“有效活性氧”概念,完善了前人提出的抗菌模型,并且对后续制备基于粘土的抗生素替代物具有重要启示意义。