CN111620794B - 一种多巴胺衍生物抗菌剂及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多巴胺衍生物抗菌剂及其制备方法与在制备抗菌涂层中的应用。该多巴胺衍生物抗菌剂由多巴胺与氯甲酸薄荷酯结合而成，其在碱性溶液中与多巴胺共聚形成涂层到固体材料表面。本发明所制备的多巴胺衍生物抗菌剂可直接在纺织品、玻璃、硅片、金属、陶瓷、木材、有机高分子和复合材料等材料的表面形成稳定的抗菌改性涂层；该抗菌材料具有高效广谱的抗菌黏附作用，且实现了一步修饰法，修饰方法简单，生物相容性良好，可广泛应用于医疗、卫生、环保和食品等产业。

Description

一种多巴胺衍生物抗菌剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于生物抗菌材料技术领域，涉及一种多巴胺衍生物抗菌剂及其制备方法与应用，具体涉及一种基于多巴胺衍生物抗菌剂、其制备方法以及在制备多巴胺衍生物抗菌涂层中的应用。
背景技术
近年来，医疗器械的院内感染，食品、环保和工业等材料的微生物污染问题越来越受到人们的重视和关注。然而，杀菌剂滥用所引发的一系列微生物耐药性、毒性和安全性问题也成为全世界面临的挑战。因此，传统的杀灭微生物的策略不再是最理想的目标，理想的抗菌策略是能够实现有效管控微生物的数量，保证高效、广谱抗菌性能的同时，要确保安全性。
多巴胺作为贻贝类黏附蛋白的衍生物，具有良好的生物安全性和自聚交联性。中国专利CN110643277A公开了一种以聚多巴胺为底层的表面防腐防污涂层及修饰方法与应用。中国专利CN106620900B公开了一种基于仿生多巴胺原位还原纳米银的多层膜长效抗菌涂层的制备方法。上述方法都是通过物理包埋且多步方法实现材料表面抗菌改性，目前为止，通过制备多巴胺共价键衍生物并且将功能基团一步修饰到材料表面的研究还尚未有报道。
中国专利CN104274490A公开了包括银离子源和薄荷醇的抗菌组合物，薄荷醇可用作小分子抗菌剂与银离子一起发挥协同抗菌作用，用于治疗伤口感染。然而将薄荷醇分子结构单元经多巴胺化学修饰固定在材料表面，通过表面特征结构而非释放实现材料抗菌改性的研究还未见报道。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种多巴胺衍生物抗菌剂，以该抗菌剂所制得的抗菌涂层具有良好广谱的抗细菌和真菌黏附的性能。
本发明的目的之二是提供一种上述多巴胺衍生物抗菌剂的简便的制备方法。
本发明的目的之三是提供上述多巴胺衍生物抗菌剂在制备抗菌涂层中的应用。
为此，本发明第一方面提供了一种多巴胺衍生物抗菌剂，其为多巴胺与氯甲酸薄荷酯结合形成多巴胺衍生物，其分子结构式如式(Ⅰ)所示：
Figure BDA0002514453490000021
根据本发明，所述抗菌剂修饰的材料表面能够抑制或阻止微生物黏附生长；优选地，所述微生物包括细菌和/或真菌。
本发明第二方面提供了一种如本发明第一方面所述的多巴胺衍生物抗菌剂的制备方法，其包括：将多巴胺与氯甲酸薄荷酯溶于第Ⅰ溶剂中，在催化剂作用下反应，制得多巴胺衍生物抗菌剂。
本发明中，所述第Ⅰ溶剂包括二甲基甲酰胺、甲醇和乙醚中的一种或几种。
本发明中，所述催化剂包括三乙胺、吡啶和碳酸钠中的一种或几种。
根据本发明方法，在制备多巴胺衍生物抗菌剂的过程中，所述反应的温度为室温，所述反应的时间为2-5h。
根据本发明方法，在制备多巴胺衍生物抗菌剂的反应中，所述多巴胺与氯甲酸薄荷酯的摩尔比为1:2-2:1。
在本发明的一些实施例中，所述催化剂的用量为反应物摩尔数的2-3倍。
上述制备多巴胺衍生物抗菌剂的反应过程中，所述第Ⅰ溶剂的用量为反应物体积的3-10倍。
本发明第三方面提供了一种如本发明第一方面所述的多巴胺衍生物抗菌剂或如本发明第二方面所述的方法制备的多巴胺衍生物抗菌剂在制备多巴胺衍生物抗菌涂层中的应用，其包括：将基地材料浸没在含有多巴胺衍生物抗菌剂的弱碱性溶液中，搅拌反应，清洗，干燥，在基底表面形成多巴胺衍生物抗菌涂层。
本发明中，所述含有多巴胺衍生物抗菌剂的弱碱性溶液的pH值为7-10。
根据本发明，所述含有多巴胺衍生物抗菌剂的弱碱性溶液由多巴胺衍生物抗菌剂溶液溶于Tris缓冲液形成。
本发明中，所述多巴胺衍生物抗菌剂溶液由多巴胺衍生物抗菌剂溶于第Ⅱ溶剂中形成。优选地，所述第Ⅱ溶剂包括二甲基甲酰胺、甲醇和乙醚中的一种或几种。
在本发明的一些实施例中，所述含有多巴胺衍生物抗菌剂的弱碱性溶液的浓度为1-10mM。
根据本发明的一些优选的实施方式，所述含有多巴胺衍生物抗菌剂的弱碱性溶液中还含有多巴胺，并且，其中所述多巴胺衍生物抗菌剂与多巴胺的摩尔比为1:5-5:1。
在本发明的一些实施例中，所述搅拌的转速为150-450rpm。
根据本发明，在制备多巴胺衍生物抗菌剂涂层的过程中，所述反应的温度为室温，所述反应的时间为12-48h。
根据本发明，所述干燥为氮气吹干和/或空气中自然晾干。
在本发明的一些实施例中，采用水和/或二甲基甲酰胺清洗。
本发明中，所述基底材料包括纺织品、玻璃、硅片、金属、陶瓷、木材、有机高分子材料和复合材料中的一种或几种。
根据本发明的一些优选的实施方式，所述基底材料为经过预处理的基底材料。
在本发明的一些实施例中，所述基底材料的预处理方法包括先后在丙酮，甲醇和去离子水中超声20min。
本发明不同于传统的先在材料表面修饰一层聚多巴胺，再进行材料表面进一步改性的方法，而是先将氯甲酸薄荷酯与多巴胺进行结合，然后只需要一步修饰的方法，就可以实现在基底上共聚合沉积形成抗菌涂层。
本发明所制备的多巴胺衍生物抗菌剂及其抗菌涂层，对微生物有很好地抑制黏附生长作用，且抗菌作用持久，其在医学、食品、材料等领域具有重要现实意义和广泛的应用前景。
附图说明
下面结合附图来对本发明作进一步详细说明：
图1空白未修饰的材料和经抗菌剂修饰后的材料图片。
图2空白未修饰的材料和经抗菌剂修饰后的材料表面黏附细菌数量的平板计数结果对比图。
图3空白未修饰的材料和经抗菌剂修饰后的材料在电子显微镜下的抗真菌黏附效果对比图(培养8天)。
具体实施方式
为使本发明容易理解，下面将详细说明本发明。但在详细描述本发明前，应当理解本发明不限于描述的具体实施方式。还应当理解，本文中使用的术语仅为了描述具体实施方式，而并不表示限制性的。
在提供了数值范围的情况下，应当理解所述范围的上限和下限和所述规定范围中的任何其他规定或居间数值之间的每个居间数值均涵盖在本发明内。这些较小范围的上限和下限可以独立包括在较小的范围中，并且也涵盖在本发明内，服从规定范围中任何明确排除的限度。在规定的范围包含一个或两个限度的情况下，排除那些包括的限度之任一或两者的范围也包含在本发明中。
除非另有定义，本文中使用的所有术语与本发明所属领域的普通技术人员的通常理解具有相同的意义。虽然与本文中描述的方法和材料类似或等同的任何方法和材料也可以在本发明的实施或测试中使用，但是现在描述了优选的方法和材料。
Ⅰ.术语
本发明中所述用语“室温”是指室内一般温度，为20-25℃。
本发明中所述“水”一词，在没有特别说明或限定的情况下是指去离子水、蒸馏水或超纯水。
Ⅱ.实施方案
如前所述，当前，抗生素滥用问题的加剧引发了细菌耐药性和传染病蔓延，医疗器械的医院感染，食品、环保和工业等材料的微生物污染问题日渐突显，目前急需研究开发有效控制和抑制有害微生物的传播和生长，具有高效广谱抗菌性、安全性，环境友好型的生物抗菌材料。鉴于此，本发明人对于生物抗菌材料进行了大量的研究。
本发明人研究发现，多巴胺作为贻贝类黏附蛋白的衍生物，具有良好的生物安全性和自聚交联性，易于沉积黏附在各种有机和无机材料表面，赋予材料表面酚羟基和醌基等活性官能团，利于材料表面进一步的功能化改性。
本发明人经过大量试验研究发现，将多巴胺与氯甲酸薄荷酯结合可以形成一种新的多巴胺衍生物，该多巴胺衍生物与多巴胺共聚能够在固体材料表面形成稳定的涂层，并且薄荷醇基的环状立体化学结构具有抗菌黏附作用。本发明正是基于上述发现做出的。
因此，本发明第一方面所涉及的是本发明人基于多巴胺这种独特的生物安全性和自聚交联性所开发的新型多巴胺衍生物抗菌剂，其为多巴胺与氯甲酸薄荷酯结合形成多巴胺衍生物，其分子结构式如式(Ⅰ)所示：
Figure BDA0002514453490000051
该多巴胺衍生物抗菌剂能够直接在固体材料，包括纺织品、玻璃、硅片、金属、陶瓷、木材、有机高分子材料和复合材料表面制成稳定的抗菌涂层。
本发明中所述微生物包括细菌和真菌。
本发明第二方面所涉及的如本发明第一方面所述的多巴胺衍生物抗菌剂的制备方法包括，将多巴胺与氯甲酸薄荷酯溶于第Ⅰ溶剂中，在催化剂作用下，在室温条件下反应2-5h，制得多巴胺衍生物抗菌剂，所述多巴胺与氯甲酸薄荷酯反应生成如式(Ⅰ)所示的多巴胺衍生物抗菌剂的反应式如式(Ⅱ)所示。
Figure BDA0002514453490000052
上述制备方法中：
(1)所述第Ⅰ溶剂包括二甲基甲酰胺、甲醇和乙醚中的一种或几种。
(2)所述催化剂包括三乙胺、吡啶和碳酸钠中的一种或几种。
(3)所述多巴胺与氯甲酸薄荷酯的摩尔比为1:2-2:1。
(4)所述催化剂的用量为反应物摩尔数(氯甲酸薄荷酯摩尔数)的2-3倍。
上述制备多巴胺衍生物抗菌剂的反应过程中，第Ⅰ溶剂主要是用于溶解多巴胺和反应产物多巴胺衍生物抗菌剂以利于反应进行，所以本发明中对于第Ⅰ溶剂的用量没有特别的限制，其用量以能够完全溶解多巴胺和反应产物多巴胺衍生物抗菌剂并使得反应物多巴胺能够反应完全为准；优选地，所述第Ⅰ溶剂的用量为反应物体积(氯甲酸薄荷酯体积)的3-10倍。
本发明第三方面涉及一种如本发明第一方面所述的多巴胺衍生物抗菌剂或如本发明第二方面所述的方法制备的多巴胺衍生物抗菌染剂在制备多巴胺衍生物抗菌涂层中的应用，其包括：将基底材料浸没在含有多巴胺衍生物抗菌剂的弱碱性溶液中，室温下以150-450rpm的转速搅拌反应12-48h，用水洗和/或二甲基甲酰胺清洗，并用氮气吹干和/或在空气中自然晾干，在基底表面形成多巴胺衍生物抗菌涂层。
根据本发明的一些实施方式，所述含有多巴胺衍生物抗菌剂的弱碱性溶液由多巴胺衍生物抗菌剂溶液溶于Tris缓冲液形成。
在本发明的一些具体的实施例中，所述多巴胺衍生物抗菌剂溶液由多巴胺衍生物抗菌剂溶于第Ⅱ溶剂中形成。
在本发明的一些实施例中，所述含有多巴胺衍生物抗菌剂的弱碱性溶液的pH值为7-10。由于第Ⅱ溶剂对于溶液的pH值基本无影响，因此容易理解，Tris缓冲液的pH值也为7-10。
在本发明的一些实施例中，所述含有多巴胺衍生物抗菌剂的弱碱性溶液的浓度为1-10mM。
根据本发明的一些优选的实施方式，所述含有多巴胺衍生物抗菌剂的弱碱性溶液中还含有多巴胺，并且，其中所述多巴胺衍生物抗菌剂与多巴胺的摩尔比为1:5-5:1。
在本发明的一些具体的实施例中，所述多巴胺衍生物抗菌剂溶液由多巴胺衍生物抗菌剂和多巴胺溶于第Ⅱ溶剂中形成。
本发明中，第Ⅰ溶剂和第Ⅱ溶剂都是用于溶解多巴胺衍生物抗菌剂和/或多巴胺的，因此，原则上讲本发明中第Ⅱ溶剂可以与第Ⅰ溶剂相同。
在本发明的一些实施例中，所述第Ⅱ溶剂包括二甲基甲酰胺、甲醇和乙醚中的一种或几种，优选为二甲基甲酰胺。
本领域技术人员应该了解的是，在制备含有多巴胺衍生物抗菌剂的弱碱性溶液的过程中，第Ⅱ溶剂是用于溶解多巴胺衍生物抗菌剂或者多巴胺衍生物抗菌剂和多巴胺来形成多巴胺衍生物抗菌剂溶液，以便于使得多巴胺衍生物抗菌剂或者多巴胺衍生物抗菌剂和多巴胺能够进一步溶于Tris缓冲液中，来制成含有多巴胺衍生物抗菌剂的弱碱性溶液，以利于在基底表面形成多巴胺衍生物抗菌涂层。因此，本发明对于制备含有多巴胺衍生物抗菌剂的弱碱性溶液的过程中的第Ⅱ溶剂的用量没有特别的限制，以能够完全多巴胺衍生物抗菌剂或者多巴胺衍生物抗菌剂和多巴胺为准。
本领域技术人员还应该了解的是，所述含有多巴胺衍生物抗菌剂的弱碱性溶液的浓度为1-10mM，是指以含有多巴胺衍生物抗菌剂的弱碱性溶液总体积(第Ⅱ溶剂+Tris缓冲液的总体积)计的多巴胺衍生物抗菌剂摩尔浓度。
本发明中，所述基底材料包括纺织品、玻璃、硅片、金属、陶瓷、木材、有机高分子材料和复合材料中的一种或几种。
根据本发明的一些优选的实施方式，所述基底材料为经过预处理的基底材料。例如，在一些例子中，所述基底材料的预处理方法优选为先后在丙酮，甲醇和去离子水中超声20min。
上述应用可以理解为如本发明第一方面所述的多巴胺衍生物抗菌剂或如本发明第二方面所述的方法制备的多巴胺衍生物抗菌剂作为多巴胺衍生物抗菌涂层的应用，也可以理解利用如本发明第一方面所述的多巴胺衍生物抗菌剂或如本发明第二方面所述的方法制备的多巴胺衍生物抗菌剂制作多巴胺衍生物抗菌涂层的方法，还可以理解利用如本发明第一方面所述的多巴胺衍生物抗菌剂或如本发明第二方面所述的方法制备的多巴胺衍生物抗菌剂对固体表面进行抗菌修饰的方法。
进一步地，上述应用可以理解为，利用如本发明第一方面所述的多巴胺衍生物抗菌剂或如本发明第二方面所述的方法制备的多巴胺衍生物抗菌剂制作多巴胺衍生物抗菌涂层的方法可以包括以下步骤：
(1)由多巴胺与氯甲酸薄荷酯结合形成多巴胺衍生物；
(2)多巴胺衍生物在碱性溶液中形成抗菌涂层到各种固体材料(基底)表面；优选地，所述抗菌涂层与固体材料(基底)表面的羟基以共价键相结合。
进一步优选地，上述应用可以理解为，利用如本发明第一方面所述的多巴胺衍生物抗菌剂或如本发明第二方面所述的方法制备的多巴胺衍生物抗菌剂制作多巴胺衍生物抗菌涂层的方法可以包括以下步骤：
(1)由多巴胺与氯甲酸薄荷酯结合形成多巴胺衍生物；
(2)多巴胺衍生物在碱性溶液中与多巴胺氧化共聚形成抗菌涂层到各种固体材料(基底)表面；优选地，所述抗菌涂层与固体材料(基底)表面的羟基以共价键相结合。
本发明中，制备涂层后的抗菌材料能够抑制或阻止微生物粘附于其表面；所述微生物包括细菌和/或真菌，包括但不限于大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、曲霉和毛霉中的一种或几种。
本发明中的抑菌或抗菌试验方法如下：
抗真菌实验：将空白基底材料和多巴胺衍生物抗菌剂修饰后基底材料剪成直径为15.0±0.1mm的圆形样品，经紫外光照灭菌20min后，平贴在麦芽提取物琼脂培养基上。然后，将10μL真菌菌液[真菌孢子液，含有孢子(1-5)×108个/mL]滴在中心，在相对湿度85％±5％，30℃下进行恒温恒湿培养，观察并用相机记录不同时间材料周围真菌的生长情况。防霉效果评价标准见表1，其中，霉菌在对照样品表面的覆盖面积大于60％(即防霉效果达到4级)，空白试验样品表面肉眼观查不到霉菌生长时，该试验被判定为有效，否则试验无效。
表1防霉效果评价标准
长霉情况 防霉等级
在放大镜下无明显长霉 0
霉菌生长稀少或局部生长，在样品表面的覆盖面积小于10％ 1
霉菌在样品表面的覆盖面积小于30％(10％-30％) 2
霉菌在样品表面的覆盖面积为小于60％(30％-60％) 3
霉菌在样品表面的覆盖面积达到或超过60％ 4
抗细菌实验：将空白基底材料和多巴胺衍生物抗菌剂修饰后基底材料浸入(1-3)×107CFU·mL-1的细菌菌液，在37±2℃下作用4h。然后用无菌生理盐水冲洗三次，洗掉物理吸附的菌后，通过超声波清洗掉牢固黏附在材料表面上的菌，并将其分散到无菌生理盐水中形成分散液。最后，取100μL分散液在营养琼脂培养基上涂布，在37±2℃下培养24h，进行平板菌落计数，按式(III)计算抗细菌黏附率：
R(％)＝[(A-B)/A]×100％ (III)
式(III)中：
R—试样的抗细菌黏附率；
A—基底材料与菌液作用4h后表面细菌黏附数量(CFU/mL)；
B—多巴胺衍生物抗菌剂修饰后的基底材料与菌液作用4h后表面细菌黏附数量(CFU/mL)。
Ⅲ.实施例
以下通过具体实施例对于本发明进行具体说明。下文所述实验方法，如无特殊说明，均为实验室常规方法。下文所述实验材料、原料或组分，如无特别说明，均可由商业渠道获得。
基底材料的预处理：
将基底材料先后置于丙酮、甲醇和去离子水中超声20min对其进行预处理。
抗真菌实验或抗细菌实验用菌种包括：
黑曲霉(Aspergillus niger)(ATCC 16404)；毛霉(Mucor racemosus)(ATCC22365)；大肠杆菌(Escherichia coli)(ATCC 25922)；金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)(ATCC 25923)，其中所述用语“ATCC”是指美国典型培养物保藏中心(AmericanType Culture Collection)。上述所有菌种均购置于中国工业微生物菌种保藏管理中心，各菌种分别单独作为实验菌种对待测样品进行抗真菌实验或抗细菌实验。
抗真菌实验中所使用的麦芽提取物(麦芽汁)琼脂培养基，抗细菌实验中用于细菌计数的营养琼脂培养基，以及用于配制细菌菌液的TSB培养基(胰酪大豆胨液体培养基)均购于北京奥博星生物技术有限责任公司。
实施例1：
将氯甲酸薄荷酯与多巴胺按摩尔比为1:1反应，二甲基甲酰胺作第Ⅰ溶剂(用量为氯甲酸薄荷酯体积的8倍)，三乙胺(催化剂与氯甲酸薄荷酯的摩尔比为2:1)的催化下，室温反应2h，反应结束后，纯化得到多巴胺衍生物抗菌剂固体粉末。将10mM当量的多巴胺衍生物抗菌剂与10mM当量的多巴胺固体粉末溶于20mL二甲基甲酰胺后加入到80mL，pH 8.0的Tris缓冲液中，将预处理好的棉织物浸入混合溶液(含有多巴胺衍生物抗菌剂的弱碱性溶液)中，室温搅拌12h，转速为150rpm，然后用二甲基甲酰胺和去离子水彻底清洗，最后用氮气吹干或者空气中晾干，得到多巴胺衍生物抗菌剂修饰的棉织物，放入培养皿待用。
采用大肠杆菌(ATCC 25922)、金黄色葡萄球菌(ATCC 25923)、黑曲霉(ATCC16404)、毛霉(ATCC 22365)分别单独作为实验菌种对本实施例中的多巴胺衍生物抗菌剂修饰的棉织物进行抗真菌实验或抗细菌实验。结果表明，本实施例中的多巴胺衍生物抗菌剂修饰的棉织物的抗细菌黏附率大于80％；防霉等级1级，抗真菌作用大于5天。
实施例2：
将氯甲酸薄荷酯与多巴胺按摩尔比为1:1.5反应，甲醇作第Ⅰ溶剂(用量为氯甲酸薄荷酯体积的9倍)，吡啶(催化剂与氯甲酸薄荷酯的摩尔比为2.5:1)的催化下，室温反应3h，反应结束后，纯化得到多巴胺衍生物抗菌剂固体粉末。将5mM当量的多巴胺衍生物抗菌剂与10mM当量的多巴胺固体粉末溶于20mL二甲基甲酰胺后加入到80mL，pH 8.5的Tris缓冲液中，将预处理好的棉织物浸入混合溶液中，室温搅拌20h，转速为200rpm，然后用二甲基甲酰胺和去离子水彻底清洗，最后用氮气吹干或者空气中晾干，得到多巴胺衍生物抗菌剂修饰的棉织物，放入培养皿待用。
采用与实施例1中相同的方法对多巴胺衍生物抗菌剂修饰的棉织物进行抗真菌实验或抗细菌实验。结果表明，本实施例中的多巴胺衍生物抗菌剂修饰的棉织物的抗细菌黏附率大于85％；防霉等级1级，抗真菌黏附作用大于6天。
实施例3：
将氯甲酸薄荷酯与多巴胺按摩尔比为1:2反应，二甲基甲酰胺作第Ⅰ溶剂(用量为氯甲酸薄荷酯体积的10倍)，三乙胺(催化剂与氯甲酸薄荷酯的摩尔比为3:1)的催化下，室温反应4h，反应结束后，纯化得到多巴胺衍生物抗菌剂固体粉末。将10mM当量的多巴胺衍生物抗菌剂与5mM当量的多巴胺固体粉末溶于20mL二甲基甲酰胺后加入到80mL，pH 9.0的Tris缓冲液中，将预处理好的不锈钢片浸入混合溶液中，室温搅拌24h，转速为300rpm，然后用二甲基甲酰胺和去离子水彻底清洗，最后用氮气吹干或者空气中晾干，得到多巴胺衍生物抗菌剂修饰的不锈钢片，放入培养皿待用。
采用与实施例1中相同的方法对本实施例中的多巴胺衍生物抗菌剂修饰的不锈钢片进行抗真菌实验或抗细菌实验。结果表明，本实施例中的多巴胺衍生物抗菌剂修饰的的不锈钢片的抗细菌黏附率大于86％；防霉等级1级，抗真菌黏附作用大于6天。
实施例4：
将氯甲酸薄荷酯与多巴胺按摩尔比为2:1反应，乙醚作第Ⅰ溶剂(用量为氯甲酸薄荷酯体积的3倍)，三乙胺(催化剂与氯甲酸薄荷酯的摩尔比为3:1)的催化下，室温反应5h，反应结束后，纯化得到多巴胺衍生物抗菌剂固体粉末。将10mM当量的多巴胺衍生物抗菌剂与2mM当量的多巴胺固体粉末溶于20mL二甲基甲酰胺后加入到80mL，pH 8.7的Tris缓冲液中，将预处理好的不锈钢片浸入混合溶液中，室温搅拌12h，转速为450rpm，然后用二甲基甲酰胺和去离子水彻底清洗，最后用氮气吹干或者空气中晾干，得到多巴胺衍生物抗菌剂修饰的不锈钢片，放入培养皿待用。
采用与实施例1中相同的方法对本实施例中的多巴胺衍生物抗菌剂修饰的不锈钢片进行抗真菌实验或抗细菌实验。结果表明，本实施例中的多巴胺衍生物抗菌剂修饰的不锈钢片的抗细菌黏附率大于85％；防霉等级1级，抗真菌黏附作用大于5天。
实施例5：
将氯甲酸薄荷酯与多巴胺按摩尔比为1.5:1反应，甲醇作第Ⅰ溶剂(用量为氯甲酸薄荷酯体积的4倍)，碳酸钠(催化剂与氯甲酸薄荷酯的摩尔比为2.5:1)的催化下，室温反应3h，反应结束后，纯化得到多巴胺衍生物抗菌剂固体粉末。将8mM当量的多巴胺衍生物抗菌剂与2mM当量的多巴胺固体粉末溶于20mL二甲基甲酰胺后加入到80mL，pH 8.6的Tris缓冲液中，将预处理好的玻璃片浸入混合溶液中，室温搅拌20h，转速为200rpm，然后用二甲基甲酰胺和去离子水彻底清洗，最后用氮气吹干或者空气中晾干，得到多巴胺衍生物抗菌剂修饰的玻璃片，放入培养皿待用。
采用与实施例1中相同的方法对本实施例中的多巴胺衍生物抗菌剂修饰的玻璃片进行抗真菌实验或抗细菌实验。结果表明，本实施例中的多巴胺衍生物抗菌剂修饰的玻璃片的抗细菌黏附率大于88％；防霉等级1级，抗真菌黏附作用大于6天。
实施例6：
将氯甲酸薄荷酯与多巴胺按摩尔比为1.5:1反应，二甲基甲酰胺作第Ⅰ溶剂(用量为氯甲酸薄荷酯体积的4倍)，三乙胺(催化剂与氯甲酸薄荷酯的摩尔比为2.5:1)的催化下，室温反应2h，反应结束后，纯化得到多巴胺衍生物抗菌剂固体粉末。将2mM当量的多巴胺衍生物抗菌剂与8mM当量的多巴胺固体粉末溶于20mL二甲基甲酰胺后加入到80mL，pH 7.9的Tris缓冲液中，将预处理好的陶瓷片浸入混合溶液中，室温搅拌24h，转速为300rpm，然后用二甲基甲酰胺和去离子水彻底清洗，最后用氮气吹干或者空气中晾干，得到多巴胺衍生物抗菌剂修饰的陶瓷片，放入培养皿待用。
采用与实施例1中相同的方法对本实施例中的多巴胺衍生物抗菌剂修饰的陶瓷片进行抗真菌实验或抗细菌实验。结果表明，本实施例中的多巴胺衍生物抗菌剂修饰的陶瓷片的抗细菌黏附率大于80％；防霉等级1级，抗真菌黏附作用大于5天。
实施例7：
将氯甲酸薄荷酯与多巴胺按摩尔比为2:1反应，甲醇作第Ⅰ溶剂(用量为氯甲酸薄荷酯体积的3倍)，吡啶(催化剂与氯甲酸薄荷酯的摩尔比为3:1)的催化下，室温反应3h，反应结束后，纯化得到多巴胺衍生物抗菌剂固体粉末。将3mM当量的多巴胺衍生物抗菌剂与9mM当量的多巴胺固体粉末溶于20mL二甲基甲酰胺后加入到80mL，pH 8.5的Tris缓冲液中，将预处理好的硅片浸入混合溶液中，室温搅拌36h，转速为300rpm，然后用二甲基甲酰胺和去离子水彻底清洗，最后用氮气吹干或者空气中晾干，得到多巴胺衍生物抗菌剂修饰的硅片，放入培养皿待用。
采用与实施例1中相同的方法对本实施例中的多巴胺衍生物抗菌剂修饰的硅片进行抗真菌实验或抗细菌实验。结果表明，本实施例中的多巴胺衍生物抗菌剂修饰的硅片的抗细菌黏附率大于95％；防霉等级0级，抗真菌黏附作用大于6天。
实施例8
将氯甲酸薄荷酯与多巴胺按摩尔比为1:1反应，二甲基甲酰胺作第Ⅰ溶剂(用量为氯甲酸薄荷酯体积的8倍)，三乙胺(催化剂与氯甲酸薄荷酯的摩尔比为2:1)的催化下，室温反应4h，反应结束后，纯化得到多巴胺衍生物抗菌剂固体粉末。将9mM当量的多巴胺衍生物抗菌剂与3mM当量的多巴胺固体粉末溶于20mL二甲基甲酰胺后加入到80mL，pH 8.6的Tris缓冲液中，将预处理好的木片浸入混合溶液中，室温搅拌24h，转速为300rpm，然后用二甲基甲酰胺和去离子水彻底清洗，最后用氮气吹干或者空气中晾干，得到多巴胺衍生物抗菌剂修饰的木片，放入培养皿待用。
采用与实施例1中相同的方法对本实施例中的多巴胺衍生物抗菌剂修饰的木片进行抗真菌实验或抗细菌实验。结果表明，本实施例中的多巴胺衍生物抗菌剂修饰的木片的抗细菌黏附率大于90％；防霉等级1级，抗真菌黏附作用大于6天。
实施例9：
将氯甲酸薄荷酯与多巴胺按摩尔比为2:1反应，二甲基甲酰胺作第Ⅰ溶剂(用量为氯甲酸薄荷酯体积的3倍)，三乙胺(催化剂与氯甲酸薄荷酯的摩尔比为3:1)的催化下，室温反应3h，反应结束后，纯化得到多巴胺衍生物抗菌剂固体粉末。将5mM当量的多巴胺衍生物抗菌剂与5mM当量的多巴胺固体粉末溶于20mL二甲基甲酰胺后加入到80mL，pH 8.7的Tris缓冲液中，将预处理好的棉织物浸入混合溶液中，室温搅拌36h，转速为200rpm，然后用二甲基甲酰胺和去离子水彻底清洗，最后用氮气吹干或者空气中晾干，得到多巴胺衍生物抗菌剂修饰的棉织物(见图1)，放入培养皿待用。
采用与实施例1中相同的方法对本实施例中的多巴胺衍生物抗菌剂修饰的棉织物进行抗真菌实验或抗细菌实验。结果表明，本实施例中的多巴胺衍生物抗菌剂修饰的棉织物的抗细菌黏附率大于95％(见图2)；防霉等级0级，抗真菌黏附作用大于8天(见图3)。
实施例10：
将氯甲酸薄荷酯与多巴胺按摩尔比为1:1反应，甲醇作第Ⅰ溶剂(用量为氯甲酸薄荷酯体积的8倍)，碳酸钠(催化剂与氯甲酸薄荷酯的摩尔比为2:1)的催化下，室温反应3h，反应结束后，纯化得到多巴胺衍生物抗菌剂固体粉末。将6mM当量的多巴胺衍生物抗菌剂与6mM当量的多巴胺固体粉末溶于20mL二甲基甲酰胺后加入到80mL，pH 8.5的Tris缓冲液中，将预处理好的聚乙烯膜浸入混合溶液中，室温搅拌24h，转速为200rpm，然后用二甲基甲酰胺和去离子水彻底清洗，最后用氮气吹干或者空气中晾干，得到多巴胺衍生物抗菌剂修饰的聚乙烯膜，放入培养皿待用。
采用与实施例1中相同的方法对本实施例中的多巴胺衍生物抗菌剂修饰的聚乙烯膜进行抗真菌实验或抗细菌实验。结果表明，本实施例中的多巴胺衍生物抗菌剂修饰的聚乙烯膜的抗细菌黏附率大于95％；防霉等级0级，抗真菌黏附作用大于10天。
实施例11：
将氯甲酸薄荷酯与多巴胺按摩尔比为1:1.5反应，甲醇作第Ⅰ溶剂(用量为氯甲酸薄荷酯体积的9倍)，三乙胺(催化剂与氯甲酸薄荷酯的摩尔比为2.5:1)的催化下，室温反应4h，反应结束后，纯化得到多巴胺衍生物抗菌剂固体粉末。将8mM当量的多巴胺衍生物抗菌剂与8mM当量的多巴胺固体粉末溶于20mL二甲基甲酰胺后加入到80mL，pH 8.0的Tris缓冲液中，将预处理好的碳纤维复合材料浸入混合溶液中，室温搅拌20h，转速为300rpm，然后用二甲基甲酰胺和去离子水彻底清洗，最后用氮气吹干或者空气中晾干，得到多巴胺衍生物抗菌剂修饰的碳纤维复合材料，放入培养皿待用。
采用与实施例1中相同的方法对本实施例中的多巴胺衍生物抗菌剂修饰的碳纤维复合材料进行抗真菌实验或抗细菌实验。结果表明，本实施例中的多巴胺衍生物抗菌剂修饰的碳纤维复合材料的抗细菌黏附率大于90％；防霉等级1级，抗真菌黏附作用大于8天。
实施例12：
将氯甲酸薄荷酯与多巴胺按摩尔比为1.5:1反应，甲醇作第Ⅰ溶剂(用量为氯甲酸薄荷酯体积的4倍)，碳酸钠(催化剂与氯甲酸薄荷酯的摩尔比为2.5:1)的催化下，室温反应5h，反应结束后，纯化得到多巴胺衍生物抗菌剂固体粉末。将2mM当量的多巴胺衍生物抗菌剂与10mM当量的多巴胺固体粉末溶于20mL二甲基甲酰胺后加入到80mL，pH 7的Tris缓冲液中，将预处理好的聚酰胺滤膜浸入混合溶液中，室温搅拌48h，转速为250rpm，然后用二甲基甲酰胺和去离子水彻底清洗，最后用氮气吹干或者空气中晾干，得到多巴胺衍生物抗菌剂修饰的聚酰胺滤膜，放入培养皿待用。
采用与实施例1中相同的方法对本实施例中的多巴胺衍生物抗菌剂修饰的聚酰胺滤膜进行抗真菌实验或抗细菌实验。结果表明，本实施例中的多巴胺衍生物抗菌剂修饰的聚酰胺滤膜的抗细菌黏附率大于80％；防霉等级1级，抗真菌黏附作用大于5天。
应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性词汇。可以按规定在本发明权利要求的范围内对本发明做出修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可扩展至其他所有具有相同功能的方法和应用。

Claims (11)

1.一种多巴胺衍生物抗菌剂在制备多巴胺衍生物抗菌涂层中的应用，其包括：将基底材料浸没在含有多巴胺衍生物抗菌剂的弱碱性溶液中，搅拌反应，清洗，干燥，在基底表面形成多巴胺衍生物抗菌涂层；
多巴胺衍生物抗菌剂为多巴胺与氯甲酸薄荷酯结合形成多巴胺衍生物，其分子结构式如式(Ⅰ)所示：
Figure FDA0003034322840000011
2.根据权利要求1中所述的应用，其特征在于，所述含有多巴胺衍生物抗菌剂的弱碱性溶液的pH值为7-10；和/或，所述含有多巴胺衍生物抗菌剂的弱碱性溶液由多巴胺衍生物抗菌剂溶液溶于Tris缓冲液形成；多巴胺衍生物抗菌剂溶液由多巴胺衍生物抗菌剂溶于第Ⅱ溶剂形成；所述第Ⅱ溶剂包括二甲基甲酰胺、甲醇和乙醚中的一种或几种；所述含有多巴胺衍生物抗菌剂的弱碱性溶液的浓度为1-10mM。
3.根据权利要求2中所述的应用，其特征在于，所述含有多巴胺衍生物抗菌剂的弱碱性溶液中还含有多巴胺，并且，其中所述多巴胺衍生物抗菌剂与多巴胺的摩尔比为1:5-5:1。
4.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述搅拌的转速为150-450rpm；和/或，所述反应的温度为室温；和/或，所述反应的时间为12-48h；和/或，所述干燥为氮气吹干和/或空气中自然晾干；和/或，采用水和/或二甲基甲酰胺清洗。
5.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述搅拌的转速为150-450rpm；和/或，所述反应的温度为室温；和/或，所述反应的时间为12-48h；和/或，所述干燥为氮气吹干和/或空气中自然晾干；和/或，采用水和/或二甲基甲酰胺清洗。
6.根据权利要求3所述的应用，其特征在于，所述搅拌的转速为150-450rpm；和/或，所述反应的温度为室温；和/或，所述反应的时间为12-48h；和/或，所述干燥为氮气吹干和/或空气中自然晾干；和/或，采用水和/或二甲基甲酰胺清洗。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的应用，其特征在于，所述基底材料包括纺织品、玻璃、硅片、金属、陶瓷、木材、有机高分子材料和复合材料中的一种或几种。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述基底材料为经过预处理的基底材料；所述基底材料的预处理方法包括先后在丙酮、甲醇和去离子水中超声20min。
9.根据权利要求1-6中任意一项所述的应用，其特征在于，所述抗菌剂修饰的材料表面能够抑制或阻止微生物黏附生长；所述微生物包括细菌和/或真菌。
10.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述抗菌剂修饰的材料表面能够抑制或阻止微生物黏附生长；所述微生物包括细菌和/或真菌。
11.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述抗菌剂修饰的材料表面能够抑制或阻止微生物黏附生长；所述微生物包括细菌和/或真菌。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1437580A (zh) * 2000-06-23 2003-08-20 哈尔曼及赖默股份有限公司 3,4－二羟基苄基－取代的碳酸衍生物及其作为抗氧化剂的用途
CN104274490A (zh) * 2009-02-11 2015-01-14 雷蒙特亚特特拉维夫大学有限公司 包括银离子源和薄荷醇的抗菌组合物及其用途
CN106620900A (zh) * 2017-01-06 2017-05-10 温州医科大学 一种基于仿生多巴胺原位还原纳米银的多层膜长效抗菌涂层的制备方法
CN110643277A (zh) * 2019-09-03 2020-01-03 天津大学 一种以聚多巴胺为底层的表面防腐防污涂层及修饰方法与应用

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10140443A1 (de) * 2001-08-17 2003-02-27 Haarmann & Reimer Gmbh 2-(3,4-Dihydroxyphenyl)ethyl-substituierte Kohlensäurederivate und deren Verwendung

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1437580A (zh) * 2000-06-23 2003-08-20 哈尔曼及赖默股份有限公司 3,4－二羟基苄基－取代的碳酸衍生物及其作为抗氧化剂的用途
CN104274490A (zh) * 2009-02-11 2015-01-14 雷蒙特亚特特拉维夫大学有限公司 包括银离子源和薄荷醇的抗菌组合物及其用途
CN106620900A (zh) * 2017-01-06 2017-05-10 温州医科大学 一种基于仿生多巴胺原位还原纳米银的多层膜长效抗菌涂层的制备方法
CN110643277A (zh) * 2019-09-03 2020-01-03 天津大学 一种以聚多巴胺为底层的表面防腐防污涂层及修饰方法与应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
L-薄荷醇衍生物的合成及其抗抑郁，抗惊厥，催眠活性研究;姜圆圆;《中国优秀硕士学位论文 医药卫生科技辑》;20190215(第02期);全文 *

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