一种基于PISA的抗菌高分子纳米颗粒的制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种基于PISA的抗菌高分子纳米颗粒的制备方法，包括：以DMAEMA为单体，在链转移剂CPDB和偶氮引发剂的作用下发生反应，然后加入1

【技术实现步骤摘要】
一种基于PISA的抗菌高分子纳米颗粒的制备方法和应用


[0001]本专利技术属于抗菌高分子材料
，具体涉及一种基于PISA的抗菌高分子纳米颗粒的制备方法和应用。

技术介绍

[0002]致病菌是公共卫生的一大威胁，细菌附着在材料表面会形成生物膜不易清除，而抗生素的滥用会导致单细胞病原菌耐药性增强。传统的有机高分子杀菌材料由于其高效的杀菌性质和较低的生物毒性被广泛应用，但单一杀菌剂由于其杀菌机制不断消耗的杀菌粒子和细菌生物膜残留，导致长时间作用会损坏表面，且具有较差的稳定性和持久性，而单一的抗粘附表面往往抗菌性能不如接触杀菌材料。金属纳米粒子、抗菌肽等高生物活性抗菌剂则通常伴随着高度繁琐的合成步骤、过高的成本和难以预知的风险。因此开发新的抗菌物质和策略变得日益重要，如何基于传统抗菌剂，通过分子设计和结构参数调整提高其抗菌效率和时长吸引了越来越多的关注。
[0003]季铵盐类抗菌高分子材料是有机抗菌剂中较为常见的一类，其制备工艺相对简便，生物相容性较好，抗菌效果高等优点而受到广泛关注。但如何更加简便有效的制备不同形态不同湿润性的的季铵盐高分子，进一步对其功能化和修饰提高抗菌效果持久性仍然面临难题。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对现有技术的缺陷，提供了一种基于PISA的抗菌高分子纳米颗粒的制备方法和应用，通过采用可逆加成断裂链转移
‑
聚合诱导自组装(RAFT
‑
PISA)技术，在无皂乳液聚合体系中一步法、高固含量制备基于季胺化聚(N,N
‑<br/>二甲氨基)甲基丙烯酸酯乙酯(pDMAEMAsalt)的嵌段高分子纳米颗粒pDMAEMAsalt
‑
b
‑
p(St
‑
co
‑
TFEMA)，其高比表面积可作为季胺链段的有效载体，通过静电相互作用吸附带负电的细菌体，瓦解细胞壁从而抑制细菌生长。同时疏水链段p(St
‑
co
‑
TFEMA)的引入，维持抗菌性能的同时能减少细胞毒性。即本专利技术提供了一种操作简单、成本低廉、具有抗粘附和杀菌双功能的高分子材料的制备方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]本专利技术提供了一种基于PISA的抗菌高分子纳米颗粒的制备方法，所述方法包括：
[0007]步骤1、以甲基丙烯酸二甲胺基乙酯为单体，在链转移剂2
‑
氰基
‑2‑
丙基苯并二硫和偶氮引发剂的作用下发生反应，然后加入1
‑
溴丁烷继续反应，制得大分子RAFT链转移剂pDMAEMAsalt
‑
CTA；
[0008]步骤2、将苯乙烯和甲基丙烯酸三氟乙酯混合，加至已溶于水的大分子RAFT链转移剂pDMAEMAsalt
‑
CTA中，混合均匀并加入偶氮引发剂，封口除氧后，于50～70℃油浴中反应，冷却得白色浑浊乳液，即为所述高分子纳米颗粒pDMAEMAsalt
‑
b
‑
p(St
‑
co
‑
TFEMA)。
[0009]进一步地，步骤1中，将所述单体甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、链转移剂2
‑
氰基
‑2‑
丙
基苯并二硫和偶氮引发剂溶解，混合均匀并封口除氧后，于50～70℃油浴中反应，反应物提纯后烘干得到橘粉色粘稠固体，将所述橘粉色粘稠固体溶于二甲基甲酰胺中，50～70℃下逐滴加入1
‑
溴丁烷开始反应，反应结束后除杂干燥，得到所述大分子RAFT链转移剂pDMAEMAsalt
‑
CTA。
[0010]进一步地，所述反应物提纯的方法为：用丙酮溶解并用正己烷沉淀，重复三次进行提纯。
[0011]进一步地，所述橘粉色粘稠固体与1
‑
溴丁烷反应结束后，采用过量的乙酸乙酯沉淀目标产物进行除杂。
[0012]进一步地，步骤1中，所述单体甲基丙烯酸二甲胺基乙酯和所述链转移剂2
‑
氰基
‑2‑
丙基苯并二硫的摩尔比为30～100：1。
[0013]进一步地，所述大分子RAFT链转移剂pDMAEMAsalt
‑
CTA的链段长度为20～100。
[0014]进一步地，步骤2中，所述甲基丙烯酸三氟乙酯和苯乙烯的摩尔比为1：0.5～10。
[0015]进一步地，步骤1或步骤2中所述偶氮引发剂选自AIBN、AIBA、AIBI或ACVA中的任意一种或多种。
[0016]本专利技术还提供了一种嵌段共聚物高分子纳米颗粒，所述嵌段共聚物高分子纳米颗粒采用上述制备方法制成。
[0017]本专利技术还提供了所述嵌段共聚物高分子纳米颗粒在制备具有抗粘附和杀菌双功能的高分子材料中的应用。
[0018]进一步地，所述嵌段共聚物高分子纳米颗粒的浓度为20～80mg/mL。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0020](1)本专利技术选用了RAFT
‑
PISA无皂乳液聚合，可以一步法借助亲水性链转移剂引入具有杀菌性能的亲水性季胺基链段pDMAEMAsalt，疏水链段聚合的同时完成自组装形成阳离子型的纳米颗粒，制备过程简单快速，一次可制备固含量高达30wt％且相对稳定的嵌段共聚物自组装结构。
[0021](2)本专利技术制备得到的嵌段共聚物高分子纳米颗粒具有高比表面积，可作为季胺链段的有效载体，通过静电相互作用吸附带负电的细菌体，瓦解细菌细胞壁从而有效抑制细菌生长，并且通过调节pDMAEMAsalt的链段长度以及疏水链段中St和TFEMA的比例，可以实现材料表面湿润性和抗菌性能的调控。
[0022](3)本专利技术制备的嵌段共聚物高分子纳米颗粒具有抗粘附/杀菌双功能，克服了单一抗菌剂可能带来的相容性，持久性与稳定性等问题，而且结合了具有特异性基团的杀菌性能和低表面能单体的抗粘附性能，通过该方法可以将主动攻击(杀灭细菌)和被动防御(抵抗或排斥细菌附着)两种抗生物膜策略结合到一起。
附图说明
[0023]图1为本专利技术实施例1中嵌段聚合物pDMAEMAsalt
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b
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p(St
‑
co
‑
TFEMA)的合成方案示意图；
[0024]图2为本专利技术实施例1中嵌段聚合物的元素结构分析图，其中图2
‑
A为1HNMR谱图，图2
‑
B为
19
F NMR谱图，图2
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C为GPC谱图，图2
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D为DSC谱图；
[0025]图3为本专利技术实施例1中嵌段聚合物的FE
‑
SEM图和TEM图；
[0026]图4为本专利技术实施例1中不同嵌段聚合物的亲水接触角和表面能测定结果；
[0027]图5为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于PISA的抗菌高分子纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1、以甲基丙烯酸二甲胺基乙酯为单体，在链转移剂2
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氰基
‑2‑
丙基苯并二硫和偶氮引发剂的作用下发生反应，然后加入1
‑
溴丁烷继续反应，制得大分子RAFT链转移剂pDMAEMAsalt
‑
CTA；步骤2、将苯乙烯和甲基丙烯酸三氟乙酯混合，加至已溶于水的大分子RAFT链转移剂pDMAEMAsalt
‑
CTA中，混合均匀并加入偶氮引发剂，封口除氧后，于50～70℃油浴中反应，冷却得白色浑浊乳液，即为所述高分子纳米颗粒pDMAEMAsalt
‑
b
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p(St
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co
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TFEMA)。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，将所述单体甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、链转移剂2
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氰基
‑2‑
丙基苯并二硫和偶氮引发剂溶解，混合均匀并封口除氧后，于60～70℃油浴中反应，反应物提纯后烘干得到橘粉色粘稠固体，将所述橘粉色粘稠固体溶于二甲基甲酰胺中，50～70℃下逐滴加入1
‑
溴丁烷开始反应，反应结...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨婷婷，张壹霖，杨思行，高庆，
申请(专利权)人：湖北大学，
类型：发明
国别省市：