一种含TAA的杀菌、抗蛋白吸附以及特异性识别多功能材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含TAA的杀菌、抗蛋白吸附以及特异性识别多功能材料的制备方法，制备步骤为：1)制备氨基修饰的单宁酸TAA，TAA的结构式为：

【技术实现步骤摘要】
一种含TAA的杀菌、抗蛋白吸附以及特异性识别多功能材料的制备方法
本专利技术属于抗菌、抗蛋白吸附材料领域，涉及一种含TAA的杀菌、抗蛋白吸附以及特异性识别多功能材料的制备方法。
技术介绍
贻贝启发性的表面化学模仿粘性的贻贝足丝蛋白5(Mefp-5)，具有广泛的表面涂层潜力。儿茶酚胺及其衍生物对于贻贝启发性的表面化学非常重要。儿茶酚胺衍生物之一多巴胺，可以在碱性条件下自聚合，并通过简单的浸涂工艺在各种基材表面上形成通用涂层。除了表面胶粘剂和成膜能力外，聚多巴胺(PDA)还具有化学反应性、金属螯合和还原能力，并且很容易进行表面后功能化处理。然而，PDA涂层颜色较深，限制了它们在许多领域的广泛应用。多酚由高含量的二羟基苯基(儿茶酚)和三羟基苯基(邻苯三酚)组成，存在于咖啡、葡萄酒、茶、巧克力、水果、蔬菜等。它们具有良好的生物活性，如抗肿瘤、抗氧化、抗过敏、抗糖尿病、抗炎、抗菌和抗病毒等。还通过物理相互作用、金属配位和硼酸酯络合以及共价键为功能材料提供化学和物理特性。由于二羟基苯基和三羟基苯基的表面粘附性能，多酚被用来构建功能表面和调节表面性能。然而，单宁酸(TA)的沉积需要高盐浓度(0.6M)，这限制其实际应用。基于TA的表面化学或功能化策略的开发对拓宽其潜在的应用领域非常重要。受多巴胺独特的化学结构和自聚合特性的启发，通过Williamson醚合成法将伯胺基引入TA中的没食子酸部分。通过NHS酯-胺偶联反应将生物素聚乙二醇活性酯(Biotin-PEG-NHS)和琥珀酰亚胺-聚乙二醇-N-羟基琥珀酰亚胺(mPEG-NHS)接枝到TAA涂层上用于特异性识别或抗蛋白吸附。TAA涂层可以用于原位还原银离子以形成AgNPs，所得的载有AgNPs的TAA涂层可抑制细菌粘附并防止生物膜形成。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种含TAA的杀菌、抗蛋白吸附以及特异性识别多功能材料的制备方法，制备的含TAA杀菌、抗蛋白吸附以及特异性识别多功能材料具有良好的抗菌作用、抗蛋白吸附以及特异性识别作用。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：1、一种含TAA的杀菌、抗蛋白吸附以及特异性识别多功能材料的制备方法，制备步骤为：1)制备氨基修饰的单宁酸TAA，所述TAA的结构式为：其中，2)将步骤1)所述的TAA溶于三羟甲基氨基甲烷缓冲液中，将Ti片或SPR芯片浸泡其中，得到钛Ti-TAA或Au-TAA；所述的TAA的浓度为1～10毫克/毫升。3)将步骤2)所述的Ti-TAA或AU-TAA浸泡在硝酸银、琥珀酰亚胺-聚乙二醇-N-羟基琥珀酰亚胺或生物素聚乙二醇活性酯的水溶液中，得到具有抗菌、抗蛋白吸附或特异性识别功能的材料，所述的Ti-TAA或AU-TAA的浓度为1～10毫克/毫升。进一步，所述的步骤3)为将步骤2)所述的Ti-TAA浸泡在硝酸银的水溶液中10～20小时，得到Ti-TAA-AgNPs。进一步，所述的步骤3)为将步骤2)所述的Au-TAA浸泡在琥珀酰亚胺-聚乙二醇-N-羟基琥珀酰亚胺的水溶液中20～30小时，得到Au-TAA-PEG。进一步，所述的步骤3)为将步骤2)所述的Ti-TAA或AU-TAA浸泡在生物素聚乙二醇活性酯水溶液中20～30小时，得到Au-TAA-biotin。进一步，步骤3)所述的硝酸银、琥珀酰亚胺-聚乙二醇-N-羟基琥珀酰亚胺或生物素聚乙二醇活性酯的水溶液的浓度分别为1～100毫克/毫升，1～50毫克/毫升，1～50毫克/毫升。进一步，步骤1)所述的TAA的制备步骤为：a)将单宁酸溶解在N,N-二甲基甲酰胺中，依次加入N-Boc-3-氨基丙基溴和K2CO3，在50～70℃下反应，反应结束后，冷却至室温后，加入去离子水混匀，加入HCl水溶液酸化，并用乙酸乙酯萃取，合并有机层，用去离子水洗涤，干燥，过滤，除去溶剂，将残余物溶于乙醇中，透析，干燥后，得到TA-Boc-氨基；b)将步骤a)得到的TA-Boc-氨基溶解在乙醇中，通入氯化氢气体，反应，得到氨基修饰的单宁酸TAA。进一步，步骤a)中，按重量份数计，单宁酸38.3～38.8份和N-Boc-3-氨基丙基溴22～22.8份，碳酸钠38.4～39.7份。进一步，步骤a)所述的反应在进行4～10小时，所述干燥剂为Na2SO4。进一步，步骤b)所述的TA-Boc-氨基和氯化氢的反应时间为4～10小时。本专利技术的有益效果在于：本专利技术制备得到的一种含TAA杀菌、抗蛋白吸附以及特异性识别多功能材料不仅具有很好的杀菌效果，而且还有良好抗蛋白吸附以及特异性识别功能。该方法具有反应步骤简单，反应条件温和，危险性小等优点。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：图1为一种含TAA的杀菌、抗蛋白吸附以及特异性识别多功能材料的制备路线图。图2为Ti-TAA-AgNPs杀菌材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌在Ti表面的存活数量图。图3为Ti-TAA-AgNPs杀菌材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌在Ti表面的SEM图。图4为Ti-TAA-AgNPs杀菌材料对金黄色葡萄球菌的细菌粘附、生物膜形成的荧光显微镜图。图5为Au-TAA-PEG抗蛋白吸附材料对牛血清白蛋白、纤维蛋白原的吸附形成的SPR图。图6为Au-TAA-biotin特异性识别材料avidin的吸附形成的SPR图和所吸附avidin含量柱形图。具体实施方式下面将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。本专利技术的Ti-TAA-AgNPs、Au-TAA-PEG、Au-TAA-biotin材料通过如图1所示的反应制得，以钛片为基底，钛片上涂覆氨基修饰的单宁酸和银纳米颗粒，以SPR芯片为基底，基底上涂覆氨基修饰的单宁酸和PEG或Biotin，所述氨基修饰的单宁酸是由氯化氢气体除去单宁酸-Boc-氨基的boc保护基团制得，单宁酸-Boc-氨基是由碳酸钾作为缚酸剂，单宁酸和N-Boc-3-氨基丙基溴反应制得，并用制得的材料进行杀菌效果、抗蛋白吸附、特异性识别测试。在本专利技术中，选取金黄色葡萄球菌(S.aureus)、大肠杆菌(E.coli)作为革兰氏阳性菌和阴性菌的代表，用于研究Ti-TAA-AgNPs材料的杀菌作用；选取牛血清白蛋白(BSA)、纤维蛋白原(FBG)作为非特异性蛋白代表，用于研究Au-TAA-PEG材料的抗蛋白吸附作用；选取抗生物素蛋白(avidin)用于研究Au-TAA-biotin材料的特异性识别作用。实施例1Ti-TAA-AgNPs杀菌材料的制备：1)将20g单宁酸溶解在50mLN,N-二甲基甲酰胺中，依次加入11.7gN-Boc-3-氨基丙基溴和20.3gK2CO3。将反应混合物在氩气下于60℃搅拌6小时。冷却至室温后，加入100mL去离子水混匀，加入HCl水溶液(6M)酸化该溶液，并用100mL乙酸乙酯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含TAA的杀菌、抗蛋白吸附以及特异性识别多功能材料的制备方法，其特征在于，制备步骤为：/n1)制备氨基修饰的单宁酸TAA，所述TAA的结构式为：/n

【技术特征摘要】
1.一种含TAA的杀菌、抗蛋白吸附以及特异性识别多功能材料的制备方法，其特征在于，制备步骤为：
1)制备氨基修饰的单宁酸TAA，所述TAA的结构式为：

其中，
2)将步骤1)所述的TAA溶于三羟甲基氨基甲烷缓冲液中，将Ti片或SPR芯片浸泡其中，得到钛Ti-TAA或Au-TAA；所述的TAA的浓度为1～10毫克/毫升。
3)将步骤2)所述的Ti-TAA或AU-TAA浸泡在硝酸银、琥珀酰亚胺-聚乙二醇-N-羟基琥珀酰亚胺或生物素聚乙二醇活性酯的水溶液中，得到具有抗菌、抗蛋白吸附或特异性识别功能的材料，所述的Ti-TAA或AU-TAA的浓度为1～10毫克/毫升。


2.根据权利要求1所述的一种含TAA的杀菌、抗蛋白吸附以及特异性识别多功能材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤3)为将步骤2)所述的Ti-TAA浸泡在硝酸银的水溶液中10～20小时，得到Ti-TAA-AgNPs。


3.根据权利要求1所述的一种含TAA的杀菌、抗蛋白吸附以及特异性识别多功能材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤3)为将步骤2)所述的Au-TAA浸泡在琥珀酰亚胺-聚乙二醇-N-羟基琥珀酰亚胺的水溶液中20～30小时，得到Au-TAA-PEG。


4.根据权利要求1所述的一种含TAA的杀菌、抗蛋白吸附以及特异性识别多功能材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤3)为将步骤2)所述的Ti-TAA或AU-TAA浸泡在生物素聚乙二醇活性酯水溶液中20～30小时，得到Au-TAA-biotin。


5.根据权利要求1所述的一种含TAA的杀菌、抗...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁志松，徐立群，程艳芳，
申请(专利权)人：西南大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50