[发明专利]一种多酚氧化酶催化的聚多酚涂层材料的制备及氨基化的方法

说明书

本发明涉及一种多酚氧化酶催化的聚多酚涂层材料的制备及氨基化的方法，包括：将需表面改性的基底材料放入到含有多酚氧化酶的缓冲溶液中，加入多酚后充分搅拌均匀，振荡反应，超声洗涤，得到多酚氧化酶催化的聚多酚涂层材料；或者对聚多酚涂层材料进行氨基化。本发明的方法绿色环保，复合高效，适用于各种亲疏水材料的表面，可以在各种材料表面制备均一稳定的聚多酚涂层和氨基化涂层，具有涂覆速度快、活性基团含量高、普遍适用等特点，生物医学和环境抗污等领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于表面改性领域，特别涉及一种多酚氧化酶催化的聚多酚涂层材料的制备及氨基化的方法。

背景技术

多酚化合物可以在有氧气存在的碱性条件下，在几乎所有材料表面粘附聚合，形成聚合物涂层，且不依赖材料的种类和形状。这层薄膜表面存在大量的酚羟基和醌基可作为反应平台，结合蛋白质、多肽和其他高分子。因此，聚多酚涂层是一种具有应用前景的改性技术。

然而，除多巴胺以外，多数多酚化合物如儿茶酚、单宁酸、没食子酸等在有氧气存在的碱性条件下形成的聚多酚粘附效果差，不能形成牢固的涂层，不够稳定。而且碱性条件对于一些生物医用材料具有破坏性，譬如会导致聚氨酯等的降解和力学损失。因此，这些多酚化合物常需要络合金属离子来形成稳定的涂层。例如，在茶多酚溶液中引入Cu²⁺可以获得稳定的铜-儿茶酚涂层，或者在单宁酸溶液中加入但是，金属离子的引入一方面会形成竞争配位，引起活性酚羟基数量的减少，造成涂层活性反应的降低；另一方面，由于人体复杂的生理化学反应，金属离子介导的聚多酚医用材料在人体内存在涂层不稳定的风险，造成金属离子的大量释放，对人体造成威胁。所以，目前急需一种新型的聚多酚涂层制备技术来弥补金属离子介导涂层的缺陷，降低安全风险，获得均一稳定的聚多酚涂层。

近年来，生物酶催化由于其反应条件温和、对环境污染小等特点，在催化合成聚合物领域引起广泛的关注。多酚氧化酶譬如漆酶等，可以在有氧的酸性条件下催化多酚底物发生聚合，在材料表面形成聚多酚涂层。该制备技术与传统的碱性氧气自聚合以及金属离子介导的聚多酚涂层制备技术相比，具有反应条件温和、聚合物涂层稳定的特点，同时避免了金属离子使用过量的毒性以及碱性条件对聚酯材料的降解导致力学损失等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多酚氧化酶催化的聚多酚涂层材料的制备及氨基化的方法，该方法解决了涂层粘附效果差、涂层不稳定的问题，同时避免了金属离子的毒性。

本发明提供了一种多酚氧化酶催化的聚多酚涂层材料的制备及其氨基化的方法，包括：

(1)将多酚氧化酶溶解于缓冲溶液中，充分搅拌均匀并测定酶活；

(2)将需表面改性的基底材料放入到步骤(1)中所得溶液中，加入多酚后充分搅拌均匀，振荡反应，超声洗涤，得到多酚氧化酶催化的聚多酚涂层材料；

或者(3)聚多酚涂层材料的氨基化方法：向步骤(1)中所得溶液中加入多酚，放入基底材料，搅拌，振荡反应，超声洗涤，得到聚多酚涂层材料，然后置于氨基化合物或亚氨基化合物水溶液中反应，得到聚多酚-氨基/亚氨基化合物涂层材料；或者步骤(1)中所得溶液中加入多酚和氨基化合物或亚氨基化合物，放入基底材料，搅拌，振荡反应，得到聚多酚-氨基/亚氨基化合物涂层材料。

所述步骤(1)中的多酚氧化酶为漆酶、儿茶酚氧化酶、酪氨酸酶、双酚氧化酶、苯酚酶、甲酚酶、邻苯二酚氧化还原酶中的一种或几种，酶活力为5U/mL-100U/mL；多酚氧化酶与缓冲溶液的质量体积比为1-5mg:1mL。所述多酚氧化酶均购自上海源叶生物科技有限公司。

所述步骤(1)中的缓冲溶液为磷酸盐缓冲液或醋酸盐缓冲液，离子强度20-100mM，pH为2.2-7.0。酶活力测定方法为ABTS法，酶活力由紫外分光光度计测得。