[发明专利]含PEG链段亲水性硅烷材料及其制备方法

说明书

本发明公开了含PEG链段亲水性硅烷材料及其制备方法，包括如下步骤：S1、含PEG链段亲水性硅烷材料的制备；S2、自组装；S3、表征与测试，本发明结构科学合理，使用安全方便，首先通过2,4‑甲苯二异氰酸酯与3‑氨基丙基三乙氧基硅烷发生发应，所合成预聚物中‑NCO活性明显降低，保证了后续与聚乙二醇发生发应的可控性、可实施性，聚乙二醇的引入代替了传统制备过程中所用的甲氧基聚乙二醇，大大降低了亲水性硅烷生产成本，将所制备的新型含PEG链段亲水性硅烷材料接枝到硅片上，可有效防止蛋白质、细菌或微生物在硅基材料表面的吸附和粘接，市场前景广阔，本发明易于推广应用。

技术领域

本发明涉及含PEG链段亲水性硅烷材料技术领域，具体为含PEG链段亲水性硅烷材料及其制备方法。

背景技术

生物医用材料在接触到血液或生物组织液短短几分钟之后，便会有蛋白质吸附在其界面上，从而导致血小板的附着，最终形成血栓，给人体的健康带来不利的影响；水处理用的各种膜材料（分离膜、超滤膜和交换膜）对水中微生物的吸附会导致其分离性能下降，因此，提高材料表面对微生物、细菌、细胞和蛋白质的抗吸附作用是改善材料使用性能的重要途径，大量研究表明，亲水性表面能够有效减少与微生物、蛋白质等的接触和非定向结合，从而减少污染物质在其表面的吸附沉积，生物材料表面的物理化学性质对蛋白质的吸附有着密切的关系，其中影响因素主要有一下几种：材料表面的亲疏水性、表面能、表面电荷等因素对蛋白质在材料表面的吸附行为具有较大的影响；

聚乙二醇（PolyethyleneGlycol,PEG）是一种无毒、中性的水溶性高分子化合物,因具有良好的亲水性和生物相容性而被广泛应用在生物、医学、化妆品等领域，在水介质中，PEG分子构象会发生变化，亲水性的—O—分布于链表面使得聚合物周围变得很容易与水结合，因而对蛋白质的附着位点少，在材料表面接枝一定密度和链长的PEG，可形成一层能够在水溶液中飘动的聚合物刷，PEG分子长链对生物大分子可以起到一定的排斥作用，当蛋白质等生物大分子受到膜材料表面分子层的吸引向材料靠近时，PEG分子链受到压迫导致构象熵减少处于不稳定状态，要恢复到稳定状态，必然会将蛋白质等推出其排斥体积之外，远离材料表面，因此，PEG刷能形成压制细菌靠近、产生排斥渗透力、降低聚合物链段运动性的高亲水性层，可阻止蛋白质的非选择性吸附以及减少细菌和微生物的粘接，因此，PEG刷可用于聚合物膜、硅基材料表面和金属表面的防污以及防止蛋白质、细菌或微生物在聚合物表面、硅基材料表面和金属表面的吸附和粘接。

发明内容

本发明提供含PEG链段亲水性硅烷材料及其制备方法，可以有效解决上述背景技术中提出聚乙二醇的合成制备与推广的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：含PEG链段亲水性硅烷材料及其制备方法，包括如下步骤：

S1、含PEG链段亲水性硅烷材料的制备：在带有搅拌器、冷凝管和滴液漏斗的三口烧瓶中加入0.2mol2,4-甲苯二异氰酸酯以丙酮（100ml）为溶剂，搅拌使其充分混匀，通过滴液漏斗逐步滴加0.2mol3-氨基丙基三乙氧基硅烷，升温至80℃，继续反应4h，用二正丁胺法测定-NCO的含量来监测反应的进行，当-NCO的含量接近0.2mol时，将所制备的产物滴加到装有0.2mol的聚乙二醇2000的三口烧瓶中，控制反应温度50℃，反应2h后，减压抽出溶剂，得到含PEG链段亲水性硅烷；

S2、自组装：将5%w/v含PEG链段新型亲水性硅烷丙酮溶液中，获得亲水性硅烷的丙酮溶液，然后再将处理好的硅片浸泡于其丙酮溶液中24h后，将其硅片放置于120℃的烘箱里1h，取出后依次将自组装后的硅片放在丙酮、乙醇、去离子水中超声清洗5min，除去未反应的亲水性硅烷，然后取出用高纯氮气吹干；

S3、表征与测试。

优选的，所述表征与测试包括如下：

1）、全反射傅立叶红外光谱（FTIR）表征：