一种在生物医用材料表面上制备抗菌表面的方法_2

文档序号:9837589阅读:来源:国知局
复若干次最后达到需要的层数,得到聚电解质多层膜改性表面;
所述的聚电解质溶液为PH值为5.0的醋酸/醋酸钠缓冲溶液;从聚电解质溶液中取出的表面的清洗溶液为PH值为5.0的醋酸/醋酸钠缓冲溶液;所述氨基化的基材为单晶硅、镀金单晶硅、玻璃、聚二甲基硅氧烷膜片或聚氨酯膜片。
[0017](3)聚电解质多层膜改性表面固定季铵盐抗菌分子:
将所得的聚电解质多层膜改性表面置于季铵盐修饰的环糊精衍生物的溶液中进行反应,反应温度为室温,反应时间为12?24小时,反应结束后用去离子水清洗表面,即可得到固定有季铵盐抗菌分子的聚电解质多层膜改性表面;
所述的季铵盐修饰的环糊精衍生物的溶液为水溶液、磷酸盐缓冲溶液或其他可以溶解相应生物活性分子的溶液。
[0018]所述季铵盐修饰的β-环糊精衍生物的制备过程包括以下步骤:
(a)7个叠氮基团修饰的β-环糊精(i3-CD-(N3)7)的制备;
(b)季铵盐的炔基化:
冰水浴下将碘甲烷缓慢加入碳酸钾和3-氨基丙炔的溶液中反应过夜,反应结束后抽滤,固体用乙酸乙酯洗涤,再用乙醇溶解固体,过滤,通过旋蒸除去溶剂,最后重结晶,真空干燥,最终得到炔基化的季铵盐;
(C)季铵盐修饰的β-环糊精(P-CD-(QAS)7)的制备
将炔基化的季铵盐和叠氮化的环糊精加入催化剂溶液中进行点击反应,最终制得季铵盐修饰的环糊精。
[0019]优选的,步骤(a)中所述的制备方法为以下一种或者两种:
先将β环糊精六号位的羟基进行溴取代(i3-CD_(Br)7),然后用叠氮化钠进行叠氮化; 先将β环糊精六号位的羟基进行碘取代(P-CD-(I)7),然后用叠氮化钠进行叠氮化。
[0020]优选的,步骤(b)中所述的碳酸钾和3-氨基丙炔的溶液为乙酸乙酯溶液。
[0021]优选的,步骤(C)中所述的催化剂体系溶液为二甲基亚砜/水混合溶液,所述催化体系为硫酸铜/抗坏血酸钠等。
[0022]经过上述步骤,最终得到具有抗菌功能的表面。
[0023]本发明提供的方法为结合层层组装技术和主客体相互作用制备抗菌表面的方法。与现有技术相比,本发明具有以下突出特点:
I.操作简单、易行:层层组装及主客体反应条件温和,能够在室温,水溶液环境下完成。
[0024]2.适用性较广:层层组装技术构建聚电解质多层膜的方法可以应用于不同化学性质,不同形状的基材,可以在你任何含有氨基的基材表面实现,适用于如生物检测、组织工程、蛋白质分离纯化等许多生物医用领域。例如,利用层层组装的方法可以在具有不同性质的多个表面沉积聚电解质多层膜(见图1);利用本方法在硅表面制得的抗菌表面可以有效地杀死大肠杆菌和金黄色葡萄球菌(见图2)。
【附图说明】
[0025]图1是不同基材聚电解质多层膜改性前后表面水接触角的变化情况;
图2是在单晶硅表面制得的抗菌表面的抗菌效果。
【具体实施方式】
[0026]本发明提供的结合层层组装技术和主客体相互作用制备抗菌表面的方法,是先对基材表面进行氨基化预处理,再将聚电解质P (AA-Ada)与PAH通过层层组装技术在表面沉积得到含有金刚烷基团的聚电解质多层膜。最后利用金刚烷与环糊精之间的主客体相互作用,于聚电解质多层膜表面固定季铵盐抗菌分子修饰的环糊精,从而赋予表面抗菌功能。
[0027]下面通过实施例,对本发明作进一步阐述,但并不限定本发明。
[0028]实施例1
结合层层组装技术与主客体相互作用于单晶硅片表面制备抗菌表面将用丙酮溶液超声洗净的单晶娃片用“piranha”溶液(硫酸:双氧水=7:3,体积比)进行预处理,然后置于3-氨基丙基-三乙氧基硅烷(APTES)的甲苯溶液中反应18小时,即得到表面氨基化的单晶硅片。分别配制聚阴离子P(AA-Ada)溶液和聚阳离子PAH溶液,溶剂为pH值为5.0的浓度为0.05摩尔/升的醋酸/醋酸钠缓冲溶液。将氨基化的单晶硅片浸泡在P(AA-Ada)溶液中,经过醋酸/醋酸钠缓冲溶液清洗去除结合较弱的聚合物后再浸泡在PAH溶液中,经过清洗后在表面得到一个P(AA-Ada)/PAH的双分子层,此过程重复若干次最后达到需要的层数,即可得到聚电解质多层膜改性的单晶硅片。
[0029]先将β环糊精六号位的羟基进行溴取代(P-CD-(Br)7),然后用叠氮化钠进行叠氮化制备7个叠氮基团修饰的β-环糊精(P-CD-(N3)7);最后将FCD-(N3)7和炔基化的季铵盐进行点击反应,得到季钱盐修饰的环糊精(β_⑶-(QAS) 7)。
[0030]将上述聚电解质多层膜改性的单晶硅片置于I毫摩尔每升的P-CD-(QAS)7水溶液中,并在室温下反应过夜。反应结束后用水清洗表面,即可制得抗菌表面。
[0031 ] 实施例2 结合层层组装技术与主客体相互作用于玻璃片表面制备抗菌表面将用丙酮溶液超声洗净的玻璃片用“piranha”溶液(硫酸:双氧水=7:3,体积比)进行预处理,然后置于3-氨基丙基-三乙氧基硅烷(APTES)的甲苯溶液中反应18小时,即得到表面氨基化的玻璃片。分别配制聚阴离子P (AA-Ada)溶液和聚阳离子PAH溶液,溶剂为pH值为5.0的浓度为0.05摩尔/升的醋酸/醋酸钠缓冲溶液。将氨基化的玻璃片浸泡在P(AA-Ada)溶液中,经过醋酸/醋酸钠缓冲溶液清洗去除结合较弱的聚合物后再浸泡在PAH溶液中,经过清洗后在表面得到一个P(AA-Ada)/PAH的双分子层,此过程重复若干次最后达到需要的层数,即可得到聚电解质多层膜改性的玻璃片。
[0032]先将β环糊精六号位的羟基进行溴取代(P-CD-(Br)7),然后用叠氮化钠进行叠氮化制备7个叠氮基团修饰的β-环糊精(P-CD-(N3)7);最后将FCD-(N3)7和炔基化的季铵盐进行点击反应,得到季钱盐修饰的环糊精(β_⑶-(QAS) 7)。
[0033]将上述聚电解质多层膜改性的玻璃片置于I毫摩尔每升的P-CD-(QAS)7水溶液中,并在室温下反应过夜。反应结束后用水清洗表面,即可制得抗菌表面。
[0034]实施例3
结合层层组装技术与主客体相互作用于镀金单晶硅片表面制备抗菌表面将用经过紫外臭氧仪洗净的镀金单晶硅片用氨水,双氧水和去离子水的混合溶液(氨水:双氧水:去离子水=1:1:5,体积比)进行预处理,然后置于巯基乙胺盐酸盐的水溶液中反应过夜,即得到表面氨基化的镀金单晶硅片。分别配制聚阴离子P(AA-Ada)溶液和聚阳离子PAH溶液,溶剂为pH值为5.0的浓度为0.05摩尔/升的醋酸/醋酸钠缓冲溶液。将氨基化的镀金单晶硅片浸泡在P(AA-Ada)溶液中,经过醋酸/醋酸钠缓冲溶液清洗去除结合较弱的聚合物后再浸泡在PAH溶液中,经过清洗后在表面得到一个P(AA-Ada)/PAH的双分子层,此过程重复若干次最后达到需要的层数,即可得到聚电解质多层膜改性的镀金单晶硅片。
[0035]先将环糊精六号位的羟基进行溴取代(P-CD-(Br)7),然后用叠氮化钠进行叠氮化制备7个叠氮基团修饰的β-环糊精(P-CD-(N3)7);最后将FCD-(N3)7和炔基化的季铵盐进行点击反应,得到季钱盐修饰的环糊精(β_⑶-(QAS) 7)。
[0036]将上述聚电解质多层膜改性的镀金单晶硅片置于I毫摩尔每升的β-⑶-(QAS)7水溶液中,并在室温下反应过夜。反应结束后用水清洗表面,即可制得抗菌表面。
[0037]实施例4
结合层层组装技术与主客体相互作用于聚二甲基硅氧烷表面制备抗菌表面将洗净的聚二甲基硅氧烷膜片先用“piranh
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