一种含两性离子的聚卤胺自组装抗菌纳米微球的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种含两性离子的聚卤胺自组装抗菌纳米微球的制备方法，该方法包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种含两性离子的聚卤胺自组装抗菌纳米微球的制备方法


[0001]本专利技术涉及材料科学领域和抗菌
，尤其涉及一种含两性离子的聚卤胺自组装抗菌纳米微球的制备方法。

技术介绍

[0002]在日常生活中，细菌无处不在，时刻威胁着人类的健康。而生活中细菌与人体相互接触最直接的介质就是材料的表面。细菌可以通过库仑力、范德华力或氢键等作用吸附到材料表面，细菌逐渐聚集，退化鞭毛，并开始分泌细胞外基质，以实现对表面的不可逆粘附。因此，材料的表面在人体受细菌感染过程中起着决定性的作用。
[0003]目前，科研人员已经开发了材料表面通过化学改性的方法抑制细菌的粘附和繁殖。一种方法是减少细菌对表面的粘附，一般是在材料表面接枝具有防污功能的聚合物（如聚乙二醇、聚磷酰胆碱等），使得材料表面形成一层水合层。另一种方法是将抗菌剂（N
‑
卤胺、季铵盐、季鏻盐等）与表面结合，通过释放具有杀菌效果的活性物质或者以直接接触的方式杀死细菌。
[0004]在众多抗菌剂中，N
‑
卤胺类抗菌剂是一类对细菌具有广谱且高效的抗菌剂，具有较好的稳定性、低毒性、低成本以及可再生等特性，其中最稳定的是N
‑
氯胺。N
‑
卤胺具有独特的结构性质，通过家用的消毒剂或漂白粉就能将氨基基团（N
‑
H）转化为氯胺（N
‑
Cl）。在与细菌接触时释放出具有氧化性的氯，并攻击细菌细胞的多个靶点，从而杀死细菌，并且不会引起细菌的耐药性。专利技术专利CN 113896930 A公开了一种N
‑
卤胺型丙烯酰胺/聚乙烯醇基抗菌水凝胶及其制备方法，通过聚N
‑
异丙基丙烯酰胺的氨基和聚乙烯醇的羟基的静电络合作用，将聚N
‑
异丙基丙烯酰胺与聚乙烯醇交联，形成具有一定机械性能的半互穿网络水凝胶，其具有优异的抗菌性。Jing Z 等 （Amide
‑
based cationic polymeric N
‑
halamines:synthesis, characterization, and antimicrobial and biofilm
‑
binding properties [J]. Ind. Eng. Chem. Res., 2019, 58, 16, 6218
‑
6225.）通过3
‑
(4
‑
乙烯基苄基)
‑
5,5
‑
二甲基海因和三甲基
‑2‑
甲基丙烯酰氧基乙基氯化铵制备了一种酰胺N
‑
卤胺（Cl
‑
PVPT），Cl
‑
PVPT共聚物可溶于水，在杀灭革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌方面具有优异的功能。
[0005]两性离子聚合物中同时含有阴离子和阳离子基团，因其在水溶液中的稳定性而被广泛研究。Yin HY 等（Double network hydrogels from polyzwitterions: high mechanical strength and excellent anti
‑
biofouling properties [J]. J. Mater. Chem. B, 2013, 1, 3685
‑
3693.）采用N
‑
(羧甲基)
‑
N,N
‑
二甲基
‑2‑
(甲基丙烯酰氧基)乙胺内盐（CDME）合成了新型单网络水凝胶（PAMPS）和双网络（PAMPS/PCDMEDN）水凝胶，通过巨噬细胞粘附测试，PCDME水凝胶和PAMPS/PCDME DN水凝胶均表现出优异的抗生物污染性能。两性离子聚合物优异的防污性能是由带电基团的溶剂化形成的水合层，它可以防止细菌粘附在表面，即使是在复杂的生物介质中也具有出色的防污性能。此外，两性离子聚合物不仅具有出色的防污性能，而且对基底有粘附性能。聚合物链内同时含有大量的正电荷和负电荷，可通过偶极
‑
偶极相互作用或离子
‑
偶极相互作用于接触界面实现粘附。
[0006]然而，细菌在材料表面的定殖也是细菌侵害人体的一种方式，即使抗菌材料对细菌的灭活效果显著，但也有少量细菌粘附在材料的表面进行繁殖。因此，亟需开发一种兼具杀菌和防污功能的新型抗菌材料。Li LD等（Synthesis of zwitterionic N
‑
chlorohydantoins for antibacterial applications [J]. Bioorganic Med. Chem. Lett., 2018, 28, 3665
‑
3669.）制备了两种新型两性离子N
‑
卤胺杀菌剂，含有N
‑
卤胺单元和磺基甜菜碱单元或羧基甜菜碱单元，二者均表现出良好的抗菌效果。但是上述所制备的两性离子N
‑
卤胺杀菌剂为有机小分子，对人体毒性较大，且易于溶出，造成抗菌成分的流失。因此，将抗菌材料引入到聚合物材料中是解决上述问题最好的办法。专利技术专利CN112012012 A公开了一种甜菜碱
‑
卤胺化合物双重抗菌纺织品的制备方法，制得的抗菌纺织品具有卤胺和甜菜碱的双重抗菌作用，抗菌效率得到提高，并且同时具有良好的防细菌粘附性能。Zhang YD等（Zwitterion and N
‑
halamine functionalizedcotton wound dressing with enhanced antifouling, antibacterial, and hemostatic properties [J]. Int. J. Biol. Macromol., 2023, 230, 123121.）将N
‑
卤胺、两性离子和多巴胺进行聚合并涂敷在棉织物上，制备了一种具有抗菌和防污能力的伤口敷料，但是上述两种抗菌防污材料都应用在了棉织物抗菌方面，应用领域受限。
[0007]综上，所开发的大多数抗菌材料能够满足杀菌的需求，但是抗菌材料对于防止细菌粘附性能却不令人满意。已有的抗菌防污材料虽然对细菌具有较好的活性，但是其应用领域受限。并且，该材料只是进行了简单的聚合反应，未对材料的活性位点进行设计。因此，开发含两性离子的聚卤胺自组装抗菌纳米微球更具有应用前景。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种操作简单、所得材料抗菌性能优异含两性离子的聚卤胺自组装抗菌纳米微球的制备方法。
[0009]为解决上述问题，本专利技术所述的一种含两性离子的聚卤胺自组装抗菌纳米微球的制备方法，包括以下步骤：
⑴
将N
‑
卤胺抗菌单元前体和疏水性丙烯酸酯单体溶解到醇溶液中，配制成0.1 ~ 0.3 g/mL的混合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含两性离子的聚卤胺自组装抗菌纳米微球的制备方法，包括以下步骤：
⑴
将N
‑
卤胺抗菌单元前体和疏水性丙烯酸酯单体溶解到醇溶液中，配制成0.1 ~ 0.3 g/mL的混合溶液A；
⑵
将两性离子单体和水溶性引发剂溶解到蒸馏水中，配制成0.09 ~ 0.17 g/mL的混合溶液B；所述水溶性引发剂用量为单体总质量的1.0 ~ 10%；
⑶
室温下，在带搅拌加热装置的容器中依次加入蒸馏水、生物相容性的高分子乳化剂，于70 ~ 80 ℃机械搅拌15 ~ 60 min，得到4.5 ~ 10 mg/mL的混合溶液C；然后将所述混合溶液A和所述混合溶液B，以蠕动泵速率为0.1 ~ 3.0 mL/min，同时滴加到所述混合溶液C中；于50 ~ 90 ℃搅拌反应3 ~ 4 hr，得到共聚物乳液；所述混合溶液A、所述混合溶液B、所述混合溶液C的体积比为1.0 ~ 3.0 : 1.0 : 2.0 ~ 5.0；
⑷
将混合溶液A和浓度为3.0 ~ 8.0 mg/mL的水溶性引发剂溶液，以蠕动泵速率为0.5 ~ 5.0 mL/min，同时滴加到所述共聚物乳液中；于60 ~ 85 ℃反应2.5 ~ 5 hr，得到含两性离子的聚海因自组装纳米微球；所述混合溶液A与所述水溶性引发剂溶液的体积比为1 : 1.0 ~ 3.5；
⑸
在所述含两性离子的聚海因自组装纳米微球中加入卤化试剂，在20 ~ 30 ℃搅拌反应4 ~ 10 hr，离心分离并洗涤3 ~ 5次，即得含两性离子的聚卤胺自组装抗菌纳米微球；所述含两性离子的聚海因自组装纳米微球与所述卤化试剂的比例为3 ~ 5 g : 10 ~ 30 mL。2.如权利要求1所述的一种含两性离子的聚卤胺自组装抗菌纳米微球的制备方法，其特征在于：所述步骤
⑴
中N
‑
卤胺抗菌单元前体为3
‑
烯丙基
‑
5,5
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：王荣民，黄鹏，李军，孙祥斌，何玉凤，张多鑫，
申请(专利权)人：西北师范大学，
类型：发明
国别省市：