一种基于cation-π相互作用的多功能涂层及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种基于cation

【技术实现步骤摘要】
一种基于cation
‑
π
相互作用的多功能涂层及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于生物医用材料表面改性
，具体涉及一种基于cation
‑
π相互作用的多功能涂层及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]表面改性技术在生物医疗、材料制造、工业生产等领域发挥着重要的作用。近年来，研究人员开发了多种简便、通用的表面改性技术，例如涂覆聚多巴胺。然而，现有的涂覆技术存在涂覆速率较低；表面能固定的功能分子种类有限，且需要多个步骤；无法实现多种功能(例如抗菌性能与防污性能)等问题，大大限制了其进一步的应用。
[0003]中国专利文献CN112587734A公开了一种仿生多巴胺的多功能涂层，首先，在基底上涂覆一层聚多巴胺，然后进一步接枝含有氨基的功能分子，制备了一种兼顾抗菌与抗凝血等多种功能的涂层。然而此涂层的形成速率较低，且需要多个步骤，耗时耗力。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术的不足，本专利技术目的是提供一种基于cation
‑
π相互作用的多功能涂层及其制备方法和应用。本专利技术利用多酚与多胺，一步制备得到涂层。该材料可涂覆于多种基底表面，具有普适性。此外，该涂层具有突出的抑菌效果。且在构筑涂层的同时，可加入与氨基或醛基反应的功能分子，赋予涂层生物防污等多种功能。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为：
[0006]本专利技术的第一个方面，一种基于cation
‑
π相互作用的多功能涂层，包括：将多酚、多胺溶于碱性缓冲溶液中，混合分散均匀得到储备液；
[0007]向储备液中加入基底，搅拌条件下反应，反应结束后经洗涤，即得。
[0008]本专利技术的第二个方面，上述制备方法得到的多功能涂层。
[0009]本专利技术的第三个方面，上述多功能涂层在生物医用材料中的应用。
[0010]本专利技术的有益效果为：
[0011]本专利技术采用多酚、多胺为原料，以水为溶剂制备多酚
‑
多胺涂层，材料安全易得，环境友好。本专利技术的涂层通过浸泡法一步制备，无需多个步骤，操作简便易行。该涂层材料可涂覆于多种基底表面，具有普适性。由于氨基的正电性以及多酚的存在，该涂层材料具有突出的抑菌效果。该多酚
‑
多胺涂层的形成速率高，反应24h后涂层厚度可达到180nm。
[0012]本专利技术采用多酚、多胺、功能分子为原料，以水为溶剂制备基于cation
‑
π相互作用的多功能涂层时，功能分子通过共价或非共价作用接枝，无需多个步骤，一步法制备，操作简便易行；其中，多酚和多胺通过协同作用实现粘附，无需在基底上预先形成粘附层；所得多功能涂层可成功抵抗75％的蛋白质和细胞粘附。此策略还可以成功涂覆于三维基底，所得胶囊材料可显著减少细胞内吞。
附图说明
[0013]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0014]图1为本专利技术实施例1、对比例1制备得到的平面基底上多酚
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多胺涂层以及多巴胺涂层的生长曲线；
[0015]图2为本专利技术实施例2制备得到的平面基底上多酚
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多胺涂层在不同基底上涂覆的图像；
[0016]图3为本专利技术实施例3制备得到的平面基底上多酚
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多胺涂层材料的抗菌图片；
[0017]图4为本专利技术实施例4制备得到的平面基底上基于cation
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π相互作用的多功能涂层的原子力显微镜(AFM)图像；
[0018]图5为本专利技术实施例5制备得到的平面基底上基于cation
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π相互作用的多功能涂层表面的蛋白质吸附量；
[0019]图6为本专利技术实施例6制备得到的平面基底上基于cation
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π相互作用的多功能涂层表面细胞粘附的荧光显微镜图像；
[0020]图7为本专利技术实施例7、对比例2制备得到的胶囊材料的透射电子显微镜(TEM)图像；
[0021]图8为本专利技术实施例7、对比例2制备得到的胶囊材料与细胞之间相互作用的激光共聚焦(CLSM)图像；
具体实施方式
[0022]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0023]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0024]鉴于现有涂层制备方法涂覆速率较低，功能分子的修饰过程繁琐复杂，反应条件苛刻，本专利技术提出了一种基于cation
‑
π相互作用的多功能涂层及其制备方法和应用。
[0025]本专利技术的一种典型实施方式，提供了一种基于cation
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π相互作用的多功能涂层的制备方法，包括：将多酚、多胺溶于碱性缓冲溶液中，混合分散均匀得到储备液；
[0026]向储备液中加入基底，搅拌条件下反应，反应结束后经洗涤，即得。
[0027]该实施方式的一些实施例中，所述储备液中还包括功能分子，具体为：将多酚、多胺、功能分子溶于碱性缓冲溶液中，混合分散均匀得到储备液。通过加入与氨基或醛基反应的功能分子，赋予涂层生物防污等多种功能。
[0028]该实施方式的一些实施例中，所述基底包括平面基底、三维基底。
[0029]其中，当基底为平面基底时，向储备液中加入平面基底，搅拌条件下反应，反应结束后洗涤、干燥，得功能涂层。
[0030]优选的，当基底为平面基底时，反应时间为1～48h，优选为6～24h。
[0031]优选的，所述平面基底为硅片、玻璃、云母片、金片、不锈钢基底、聚苯乙烯基底、聚甲基丙烯酸甲酯基底、24孔板中的一种，优选为硅片、金片、24孔板中的一种。
[0032]当基底为三维基底时，向储备液中加入三维基底，搅拌条件下反应，反应结束后，刻蚀去除模板后离心、洗涤，得胶囊材料。
[0033]优选的，当基底为三维基底时，反应时间为1～48h，优选为6～12h。
[0034]优选的，离心具体条件为:1000～10000rpm离心1～10min，优选为6000～10000rpm离心5～10min。
[0035]优选的，刻蚀去除模板所用溶液为乙二胺四乙酸溶液、氢氟酸
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氟化铵溶液或四氢呋喃溶液，优选为乙二胺四乙酸溶液。原料乙二胺本身可以与ZIF
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8纳米颗粒中的锌离子竞争配位，从而刻蚀去除模板。
[0036]优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于cation
‑
π相互作用的多功能涂层的制备方法，其特征在于，包括：将多酚、多胺溶于碱性缓冲溶液中，混合分散均匀得到储备液；向储备液中加入基底，搅拌条件下反应，反应结束后经洗涤，即得。2.如权利要求1所述基于cation
‑
π相互作用的多功能涂层的制备方法，其特征在于，所述储备液中还包括功能分子，具体为：将多酚、多胺、功能分子溶于碱性缓冲溶液中，混合分散均匀得到储备液。3.如权利要求1所述基于cation
‑
π相互作用的多功能涂层的制备方法，其特征在于，所述基底包括平面基底、三维基底；优选的，当基底为平面基底时，向储备液中加入平面基底，搅拌条件下反应，反应结束后洗涤、干燥，得功能涂层材料；反应时间为1～48h，优选为6～24h；优选的，当基底为三维基底时，向储备液中加入三维基底，搅拌条件下反应，反应结束后，刻蚀去除模板后离心、洗涤，得功能涂层材料；反应时间为1～48h，优选为6～12h；刻蚀去除模板所用溶液为乙二胺四乙酸溶液、氢氟酸
‑
氟化铵溶液或四氢呋喃溶液，优选为乙二胺四乙酸溶液；离心具体条件为:1000～10000rpm，离心1～10min，优选为6000～10000rpm，离心5～10min。4.如权利要求3所述基于cation
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π相互作用的多功能涂层的制备方法，其特征在于，所述平面基底为硅片、玻璃、云母片、金片、不锈钢基底、聚苯乙烯基底、聚甲基丙烯酸甲酯基底、24孔板，优选为硅片、金片、24孔板；或，所述三维基底为碳酸钙颗粒、二氧化硅颗粒、聚苯乙烯微球、ZIF
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8纳米颗粒，优选为碳酸钙颗粒、ZIF
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8纳米颗粒。5.如权利要求1所述基于cation
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π相互作用的多功能涂层的制备方法，其特征在于，所述多酚为苯酚、邻苯二酚、间苯二酚、对苯二酚、邻苯三酚、间苯三酚、没食子酸、单宁酸、表没食子儿茶素没食子酸酯中一种或两种以上的组合，优选为邻苯二酚、对苯二酚、邻苯三酚、间苯三酚、没食子酸中一种或两种以上的组合；或，所述多胺为氨水、乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、三(2
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氨基乙基)胺、聚乙烯亚胺、聚赖氨酸、聚烯丙基胺中的一种或两种以上的组合，优选为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、三(2
...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔基炜，任丹丹，张培育，郝京诚，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：