由于抗生素的广泛使用，抗菌耐药性已成为对全球健康的威胁。世界卫生组织指出，世界正逐渐进入后抗生素时代，原本可治疗的感染性疾病已变得危及生命。因此，迫切需要开发创新的抗菌活性成分，以应对与耐药性病原体相关的挑战[1]、[2]、[3]、[4]、[5]。在这方面，离子液体（ILs）在开发非抗生素疗法以对抗传染病方面受到了广泛关注。离子液体是指在100°C以下仍保持液态的不对称离子盐[6]、[7]、[8]、[9]、[10]。20世纪初，保罗·沃尔登（Paul Walden）通过硝酸和乙胺的反应首次获得了乙胺硝酸盐这种离子液体，当时他很难想象离子液体会在科学领域发挥如此重要的作用[11]。多年来，离子液体被逐步分类为：1）基于二烷基咪唑鎓和烷基吡啶鎓阳离子的离子液体；2）基于铵、膦、咪唑鎓和吡啶鎓阳离子的离子液体，通常伴随六氟磷酸根和四氟硼酸根阴离子；3）基于具有生物活性的氨基酸和胆碱的离子液体。这类溶剂的独特性质，如良好的离子导电性、较大的电化学窗口和低蒸气压，推动了环境友好工艺的发展，并实现了离子液体的高效回收[12]、[13]、[14]。由于可以通过适当选择阳离子和阴离子来巧妙设计离子液体的结构，从而诱导其抗菌性能[15]、[16]，因此将其用作抗菌剂非常有效[17]。最近，聚合物离子液体（PILs）作为一种特殊的聚合物电解质出现，它们的结构类似于离子液体[18]、[19]、[20]。PILs至少包含一个作为其构成重复单元共价结合部分的离子中心，属于耐用的聚电解质，具有低于0°C的宽玻璃化转变温度（Tg），即使在无溶剂系统中也能保持离子形式[21]、[22]、[23]。聚合物的Tg受反离子的影响，并与电导率（σ）相关，因此离子迁移率随Tg的降低而增加[24]。例如，用体积较大的TFSI−替代BF4−已被证明可以提高离子迁移率[25]。与离子液体相比，PILs的主要优势在于其改善的机械强度、稳定性和由于聚合物性质带来的改性加工性能[26]。通过改变聚合物链和反离子，可以精细控制PILs的结构和性能。根据连接到单体上的离子类型，PILs可分为三种类型：带有阴离子反离子的阳离子型PILs[27]、带有阳离子反离子的阴离子型PILs，以及两种离子都连接到同一聚合物重复单元上的两性离子型PILs。此外，PILs还可以由聚合物阳离子和聚合物阴离子的混合物或共聚物组成，而共聚物PILs可通过共聚阳离子和阴离子单体获得。使用相同的单体单元还可以设计出各种线性和超支化结构的PILs，或者通过与其他类型的聚合物结合来制备嵌段共聚物PILs[28]。图1展示了PILs的不同表示形式。
如前所述，由于离子的存在，离子液体和PILs之间的结构相似性导致了高离子迁移率和导电性[29]。通过改变离子对组成和/或聚合物主链的结构，甚至聚合物链的架构（包括线性、星形、（超）支化和环状结构，可以调节PILs的精确性质[30]。通过与其他非离子共聚单体的组合，还可以进一步调整其性质，例如制备统计共聚物、嵌段共聚物或接枝共聚物。
PILs在水中的溶解度是一个关键特性，可以通过合理选择离子成分来系统地调节。虽然PILs在水中的溶解度可能有限，但它们通常可溶于极性有机溶剂，其在水中的行为主要受反离子和离子主链性质的控制。特别是，当反离子与相同的阳离子骨架结合时，它们在决定水溶性方面起主导作用，因为它们调节了聚合物的整体亲水性和疏水性平衡。尽管反离子本身可能是亲水的或疏水的，但PILs的水溶性主要由聚阳离子-阴离子对的两亲性质决定，这种性质可以通过反离子交换有效改变，从而在水中实现从亲水状态到疏水状态的转变[31]。例如，通过向含有氯离子反离子的PIL水溶液中添加含有PF6−或TFSI−的盐，可以诱导热力学驱动的阴离子交换，使PIL变得足够疏水从而从水中沉淀出来[32]。PILs的这些有益性质使其在绿色溶剂、聚合反应、材料科学和药物递送应用中得到了广泛应用[33]。其中，与其抗菌性能相关的应用尤为引人关注。
将PILs用作抗菌聚合物的优势在于其较大的结构可变性，可以包含阳离子电荷和脂肪链，从而破坏细胞膜[34]。与传统的抗菌离子液体[15]、[35]相比，PILs提供了更好的加工性能，并且能够制备出宏观稳定的抗菌材料，这一点在最近关于基于抗菌离子液体的材料的综述中也有讨论[18]、[31]。本文概述了PILs作为抗菌剂和接触杀菌剂的开发和应用，以鼓励科学界进一步探索其潜力。接下来的部分将概述PILs作为抗菌剂的前景、设计方法，以及所报道的PILs的抗菌和接触杀菌活性，包括结构-活性关系的关联。文章最后以结论和展望部分结束，旨在确定抗菌PILs的主要潜力和挑战。
