[发明专利]TiO2修饰多巴胺抗菌涂层的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及多巴胺，尤其是涉及一种TiO₂修饰多巴胺抗菌涂层的制备方法。

背景技术

微生物倾向于粘附在材料的表面，在自身分泌的胞外聚合物(EPS)中分裂繁殖，EPS通过物理吸附覆盖在材料的表面。生物粘附已经成为一个严重的问题，特别是在医疗器械、食品加工等领域，会引起各种疾病、资源的浪费和设备的损坏等一系列问题。设计表面具有抗菌功能的材料是减少细菌污染的有效途径。

目前抗菌方法主要包括物理方法和化学方法两大类。物理方法主要是通过改变细菌生存环境的压力、温度或者使用射线等手段灭菌；化学方法则通过改变细菌生活的酸碱性、脱水等手段杀菌。而在材料领域，抗菌材料的制备主要是通过添加抗菌剂的方法来实现。抗菌剂是一类具有抑菌和杀菌性能的物质，是抗菌材料的核心。根据抗菌剂化学成分的分类，可以分为无机类抗菌剂、有机低分子类抗菌剂、天然产物类抗菌剂、有机高分子抗菌剂和复合抗菌剂五大类。中国专利CN105238056A公开一种抗菌高温硅橡胶的制备方法，通过溶胶-凝胶法将抗菌离子附着在白炭黑载体上得到抗菌凝胶，然后加入高温硅橡胶混炼、硫化制成。中国专利CN105237668A公开一种新型高分子季铵盐抗菌整理剂的制备方法及应用。中国专利CN104324052A公开一种无机抗菌剂及其制备方法。

一类无机抗菌剂以二氧化钛为代表，其特点是耐热性比较高，必须有紫外照射和有氧气或水存在才能起杀菌作用。中国专利CN105925103A提供了一种抗菌涂料及含抗菌涂料的透气抗菌膜的生产方法，主要有纳米TiO₂、环甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸羟丙磺酸等熔融挤出、破碎、微粉碎、筛选粉末等工艺过程生产。中国专利CN104672717A将无水乙醇、乙酸、三乙胺、钛酸四丁酯、PVC树脂等原料通过水热合成制备出一种具有良好抗菌性能的纳米氧化钛改性PVC树脂。专利WO2003092886提供了一种制备高抗菌性能和高光催化活性的介孔TiO₂薄膜的制备方法。目前有关TiO₂抗菌的研究工作已经开展了很多，但是大多工艺繁琐或者应用条件有限。

多巴胺是一种生物神经递质，在水溶液中，它能在溶解氧的条件下发生氧化-交联反应，形成强力附着于固体材料表面的聚多巴胺复合薄层(PDA)。基于多巴胺的这一特性，通过多巴胺在固体基膜上的自聚-复合，对膜进行表面改性，并以具有反应活性的聚多巴胺复合层为平台，进一步修饰膜表面，实现膜的功能化。

发明内容

本发明的目的在于提供具有操作简单、条件温和、使用安全等优点的TiO₂修饰多巴胺抗菌涂层的制备方法。

本发明包括以下步骤：

1)基底预处理；

在步骤1)中，所述基底预处理的具体方法可为：对基底表面进行裁剪，依次用洗洁精、NaOH水溶液、丙酮、乙醇、超纯水超声清洗，然后氮气或氩气吹干，得到预处理的基底，所述NaOH水溶液可采用质量百分比为0.5％～1.0％NaOH水溶液，所述超声清洗的时间可为10～20min；所述基底可采用玻璃、导电玻璃(ITO)等。

2)多巴胺处理；

在步骤2)中，所述多巴胺处理的具体方法可为：将多巴胺溶于Tris-HCl溶液中，制成多巴胺溶液，将预处理好的玻璃片放入多巴胺溶液中，振荡，使预处理好的玻璃片表面形成聚多巴胺层，再用Tris-HCl溶液超声清洗，除去玻璃片表面结合不牢固的多巴胺分子，然后用去离子水清洗，用氮气或氩气吹干后，放入培养皿中待用，所得产物记为G-PDA；所述Tris-HCl溶液可采用pH＝8.5的Tris-HCl溶液；所述多巴胺溶液的质量浓度可为2mg/mL；所述振荡可在振荡器中以100～200rpm的速度振荡12～24h；所述超声清洗的时间可为10～20min。

3)制备TiO₂溶胶；

在步骤3)中，所述制备TiO₂溶胶的具体方法可为：将钛酸四正丁酯加入无水乙醇中，配成溶液A，将去离子水加入到无水乙醇中，加入HNO₃，再加入硝酸银，配成溶液B，将溶液B加入溶液A中，得TiO₂溶胶；所述钛酸四正丁酯、无水乙醇的体积比可为1︰4；所述去离子水、无水乙醇和HNO₃的体积比可为1.5︰10︰(0.5～1)；所述加入HNO₃后调节pH为3～4。