CN112876670A - 一种抗菌防污的聚合物刷及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种抗菌防污的聚合物刷及其制备方法和应用。所述聚合物刷由聚乙二醇和多肽的偶联物形成，其中，聚乙二醇的一端固定在固体表面；所述多肽由3‑6个疏水氨基酸组成；所述疏水氨基酸选自亮氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸和异亮氨酸中的一种或多种。本发明的抗菌防污的聚合物刷将多肽和聚乙二醇结合，不仅赋予了固体表面抗菌性能，而且具有明显的防污效果。与普通抗生素相比，本发明的抗菌防污的聚合物刷在抗菌的同时不会产生耐药性，且适用于多种固体表面，具有广泛的普适性，在生物医用材料方面具有广泛的应用前景。

Description

一种抗菌防污的聚合物刷及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及生物医用抗菌材料领域，具体涉及一种抗菌防污的聚合物刷及其制备方法和应用。
背景技术
生物医学设备相关的感染BAI(biomedical device-associated infection)一直都是手术移植中的重要问题。BAI不仅给患者的生理和心理带来痛苦与压力，导致患者出现并发症、更换或移除种植体等，而且给卫生保健系统带来沉重负担。尤其对于革兰氏阴性菌，抗生素不能轻易根除，是留置医疗器械感染的主要来源。目前，临床上主要的留置设备(如导管、呼吸机等)，还没有能够有效预防设备相关感染的表面。理想的抗菌表面，应该满足在设备表面具有防污层，以减少细菌污染，同时应该具有广谱抗菌性能，以杀死附着在表面的细菌，二者同时作用，才能达到理想的防污杀菌效果。
聚合物在材料表面通过物理吸附或化学接枝所形成的单分子层界面,又称为聚合物刷。聚合物刷的一端束缚在固体材料表面，另一端向外延伸，因此材料表面形成类刷状构型。通过化学接枝的方法将端基修饰的大分子接枝到表面时，大分子链之间的空间位阻迫使链垂直形成类似刷子结构，从而实现对材料表面的控制。同时，通过进一步调节接枝在固体表面聚合物刷的密度、链长、聚合物种类等，实现对材料表面的可控设计。聚合物刷作为表面改性具有可设计性强、性能优越的性质，在表面黏附、亲疏水性、防污等技术具有广泛的应用。其中，聚乙二醇(PEG)具有优异的生物相容性、防污性、水溶性，已经被广泛用作防污涂层，随着不断发展，聚合物刷对生物材料表面进行改性用于抗菌防污，成为一种防止BAI的有效方法。
理想的抗菌表面，在防污的同时能够杀菌。Fujian Xu等通过表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)先后在聚氨酯表面接枝两种不同的聚合物，从而构建了抗菌防污聚合物刷，其中抗菌肽位于上层聚合物上，该聚合物刷改性的表面对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌具有很好的抗菌防污作用。Ruihui Liu等利用聚合物刷，将宿主防御肽类β肽聚合物修饰在表面，研究表明对大肠杆菌和MRSA具有一定的杀菌活性，同时具有良好的生物相容性，对哺乳动物细胞粘附和生长没有影响。但是，现有的抗菌防污聚合物刷的制备方法较为复杂，条件苛刻，抗菌活性也有待提高。
因此，为至少解决上述之一的问题，本发明提供了一种抗菌防污的聚合物刷及其制备方法和应用。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种抗菌防污的聚合物刷。本发明将聚乙二醇(PEG)与多肽结合，制成的聚合物刷具有很好的防污抗菌性能和生物相容性，而且适用于多种表面，作为生物医用抗菌材料具有广泛的应用前景。
本发明的第二个目的在于提供一种抗菌防污的聚合物刷的制备方法。相比于不具有抗菌性能的多肽和具有一定防污效果的聚合物PEG，本发明通过简单地三步合成法将二者结合，制备得到的修饰有多肽的聚合物刷，具有明显的抗菌防污效果。
本发明的第三个目的在于提供一种抗菌防污的聚合物刷的应用。
为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
第一方面，本发明提供一种抗菌防污的聚合物刷，所述聚合物刷由聚乙二醇和多肽的偶联物形成，其中，聚乙二醇的一端固定在固体表面；所述多肽由3-6个疏水氨基酸组成；所述疏水氨基酸选自亮氨酸(L)、苯丙氨酸(F)、缬氨酸(V)和异亮氨酸(I)中的一种或多种。
进一步，固体材料选自金属、合金、玻璃、硅、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚酰胺、环氧树脂、聚乙烯、聚偏氟乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚羟丁酸、聚己内酯、聚苯乙烯、聚丙烯、壳聚糖、聚乳酸、聚乙醇酸酯、聚二甲基硅氧烷和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种。
进一步，所述聚乙二醇的分子量为200-10000。
需要说明的是，细菌感染的第一步就是通过范德华力、氢键等在表面形成可逆附着，随着细菌的不断增殖、聚集，开始形成微菌落，并逐渐发展成为生物膜，生物膜的存在仿佛为细菌穿上了一层外衣，抵御抗生素等药物的治疗，因此抑制细菌的初始定植非常重要。本发明的抗菌防污的聚合物刷，能够显著降低细菌在固体表面的初始黏附，后续实验也证明，本发明的多肽结合聚合物刷结构改性的固体表面具有很好的抑制细菌初始黏附并杀死黏附细菌的作用。
第二方面，本发明提供一种上述抗菌防污的聚合物刷的制备方法，包括以下步骤：
(1)将固体放入食人鱼洗液或氧等离子体中进行表面处理，使固体表面引入羟基；
(2)将引入羟基的固体浸没在包含硅烷偶联剂的溶液中，进行接枝反应，得到硅烷偶联剂修饰的固体；
(3)将硅烷偶联剂修饰的固体浸没在含有聚乙二醇的偶联反应液中，进行偶联反应，得到接枝聚乙二醇的固体；
(4)将接枝聚乙二醇的固体放入含有多肽的磷酸缓冲液(PBS)中，加入催化剂，进行点击化学反应；
(5)在步骤(4)反应后的体系中加入乙二胺四乙酸进行络合反应，随后洗净干燥，即得。
需要说明的是，步骤(1)中，固体规格不做具体限制，可以为片、块、管、球等任意形状，但为了后续接枝反应，所述固体表面应保持干净且干燥，比如，可以在预处理前先将固体在去离子水、乙醇中先后超声5-60分钟，并晾干。接着将不同材质的固体进行不同的预处理，对于玻璃、硅片，直接放到食人鱼洗液(浓硫酸：30％过氧化氢＝7:3)中，15-25℃条件下浸泡1-48小时，或者在氧等离子体中进行5-60分钟的表面处理。对于聚合物或金属，包括聚氨酯(PU)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、铜、铁等，需要在氧等离子体中进行5-60分钟的表面处理。通过对固体表面的预处理，可以得到暴露出羟基的不同固体表面，本发明制备方法具有广泛的普适性。
进一步，步骤(2)中，所述硅烷偶联剂选自3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷和4-氨丁基三乙氧基硅烷中的一种。
所述接枝反应的条件为：温度为15-25℃，时间为6-30小时。
优选的，所述包含硅烷偶联剂的溶液中硅烷偶联剂的体积分数为2％-20％。
进一步，步骤(3)中，所述偶联反应的条件为：温度为15-25℃，时间为6-60小时。
所述含有聚乙二醇的偶联反应液由1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺、聚乙二醇和吗啉乙磺酸缓冲液组成。
需要说明的是，1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)作为偶联反应的催化剂，加入量可根据需要进行调整，优选的，可以配制浓度为2mg/mL-50mg/mL的PEG、2mg/mL-500mg/mL的EDC、2mg/mL-500mg/mL的NHS的吗啉乙磺酸(MES)缓冲液作为偶联反应溶液。
根据本发明的具体实施方式，聚乙二醇的分子量只有在本发明的范围内(200-10000)时，才可以保证聚乙二醇和后续多肽的较高接枝率，过大或过小都会影响接枝率，进而影响聚合物刷的抗菌性能。
进一步，步骤(4)中，所述多肽与聚乙二醇的物质的量之比为1-100。其中，本发明发现多肽与聚乙二醇的物质的量之比过大或过小都会影响最终接枝率，进而影响聚合物刷的抗菌性能。
所述催化剂选自抗坏血酸钠、氨基胍和硫酸铜。
所述点击化学反应的条件为：避光条件，温度为15-25℃；时间为1-48小时。
根据本发明的具体实施方式，所述催化剂可以配置为溶液，比如可以配置含有0.1M-10M的抗坏血酸钠、0.1M-10M的氨基胍和0.1M-10M的硫酸铜的溶液。
优选的，所述含有多肽的磷酸缓冲液(PBS)中多肽的浓度为0.1mg/mL-10mg/mL。
进一步，步骤(5)中，所述络合反应条件为：温度为15-25℃，时间为1-12小时。
根据本发明的具体实施方式，所述乙二胺四乙酸溶液的浓度为0.1M-10M。
需要说明的是，加入乙二胺四乙酸的目的是为了去除铜离子，以避免铜离子影响聚合物刷的抗菌性能，因此乙二胺四乙酸的量可适当过量，以保证铜离子的完全去除。
此外，本发明的制备方法利用偶联反应-点击化学反应-络合反应的三步合成法制备聚合物刷，其中，为了实现偶联反应接枝聚乙二醇和点击化学反应接枝多肽，本发明采取修饰聚乙二醇和多肽端基的措施，比如，在聚乙二醇两端分别修饰–羧基和–炔基，在多肽端基修饰有–叠氮基等，其端基修饰可以采用常规的化学方法，也可以直接购买修饰过端基的聚乙二醇和多肽。
第三方面，本发明提供一种抗菌防污的聚合物刷在制备生物医用材料中的应用。
通过对不同的固体表面进行预处理，可以将多肽结合的聚合物刷进一步接枝在不同的固体表面，以赋予不同固体抗菌防污的优异性能，比如在导尿管应用等方面具有一定的潜力。
另需注意的是，如果没有特别说明，本发明所记载的任何范围包括端值以及端值之间的任何数值以及以端值或者端值之间的任意数值所构成的任意子范围。本发明中制备方法如无特殊说明则均为常规方法，所用的原料如无特别说明均可从公开的商业途径获得或根据现有技术制得，所述百分比如无特殊说明均为质量百分比，所述溶液若无无特殊说明均为水溶液。
本发明的有益效果
本发明抗菌防污的聚合物刷将不具有抗菌性能的多肽和具有防污效果的PEG结合，不仅赋予了固体表面很好的抗菌效果，而且具有明显的防污效果。
本发明的聚合物刷对大肠杆菌、绿脓杆菌等均有良好抗菌效果，与抗生素相比，在抗菌的同时不会产生耐药性，具有很好的应用前景。
本发明通过简单地三步合成法，合成条件温和，原料易得，适合工业化生产。
本发明的聚合物刷所使用的多肽长度较短，容易合成，具有一定的经济效益。
附图说明
图1示出实施例1的抗菌防污的聚合物刷的制备流程示意图。
图2示出实施例1的抗菌防污的聚合物刷和制备过程中各中间产物的XPS谱图。
图3示出实施例1的抗菌防污的聚合物刷的抗菌效果图；其中，A示出实施例1的抗菌防污的聚合物刷对大肠杆菌的抗菌效果图；B示出实施例1的抗菌防污的聚合物刷对绿脓杆菌的抗菌效果图；C示出实施例1的抗菌防污的聚合物刷对大肠杆菌的抗菌结果统计图；D示出实施例1的抗菌防污的聚合物刷对绿脓杆菌的抗菌结果统计图。
图4示出溶于DMSO的多肽和DMSO的抗菌效果图；其中，A示出溶于DMSO的多肽和DMSO对大肠杆菌的抗菌效果图；B示出溶于DMSO的多肽和DMSO对绿脓杆菌的抗菌效果图。
图5示出实施例1的玻璃片和抗菌防污的聚合物刷的防污测试效果图；其中，A示出实施例1的玻璃片和抗菌防污的聚合物刷的共聚焦显微镜图像；B示出实施例1的玻璃片和抗菌防污的聚合物刷的细菌数目统计图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体描述，有必要在此指出的是本实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术熟练人员可以根据以上发明的内容做出一些非本质的改进和调整。在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
(1)固体的表面处理：将玻璃片(记为Glass)先后在去离子水、乙醇中超声60分钟，N2氛围中吹干，然后在配好的食人鱼洗液(浓硫酸：30％过氧化氢＝7:3)中处理6小时，在固体表面引入羟基，用大量水冲洗，N2氛围中吹干；
(2)接枝硅烷偶联剂：将引入羟基的固体浸没在浓度为5％的3-氨丙基-三乙氧基硅烷(APTES)的甲苯溶液中，15-25℃下孵育过夜，依次用甲苯、乙醇、去离子水洗涤三次并在N2氛围中吹干，得到硅烷偶联剂修饰的固体，记为Glass-APTES(XPS谱图如图2所示)；
(3)接枝聚乙二醇：称取10mg的PEG-1K(分子量为1000)、7.7mg的NHS、4.6mg的EDC，混合在MES缓冲液中，15-25℃下搅拌30min，将硅烷偶联剂修饰的固体浸没在混合液中，震荡反应24小时，大量水冲洗，N2氛围中吹干，得到接枝聚乙二醇的固体，记为Glass-PEG(XPS谱图如图2所示)；
(4)聚乙二醇末端接枝多肽：将接枝聚乙二醇的固体放置在6孔板中，加入60μL浓度为10mg/mL的多肽LLLL(L4)的PBS溶液，接着依次加入2mM的氨基胍、2mM的抗坏血酸钠、1mM的硫酸铜溶液，最终得到的混合溶液中多肽的浓度为0.25mg/mL，随后振动避光孵育24小时；
(5)后处理：在步骤(4)反应后的体系中加入100μL浓度为0.1M的EDTA溶液，15-25℃条件下反应过夜，并用去离子水充分洗涤玻璃片，N2氛围中吹干，即得抗菌防污的聚合物刷，记为Glass-L4(XPS谱图如图2所示)。
从图2A中可以看到，N1S的峰在后面每一步都有出现，但是，从图2B中看出C/N比先增加再降低，这是由于Glass-APTES与Glass-PEG相比，PEG不含N元素，因此相比较来说，C元素的含量增加，因此C/N比增加。而在接枝了LLLL后，N元素含量增加，因此相对来说C/N的比例下降。由此证明每一步都接枝成功且通过三步法最终得到了聚合物刷结构。
实施例2
(1)固体的表面处理：将玻璃片先后在去离子水、乙醇中超声60分钟，N2氛围中吹干，然后使用氧等离子体对清洗的玻璃片进行处理30秒，在玻璃片表面引入羟基，用大量水冲洗，N2氛围中吹干；
(2)接枝硅烷偶联剂：将引入羟基的玻璃片浸没在浓度为2％的3-氨丙基-三乙氧基硅烷的甲苯溶液中，15-25℃下孵育过夜，依次用甲苯、乙醇、去离子水洗涤三次并在N2氛围中吹干，得到硅烷偶联剂修饰的玻璃片；
(3)接枝聚乙二醇：称取10mg的PEG-1K、7.7mg的NHS、4.6mg的EDC，混合在MES缓冲液中，15-25℃下搅拌30min，将硅烷偶联剂修饰的玻璃片浸没在混合液中，震荡反应24小时，大量水冲洗，N2氛围中吹干，得到接枝聚乙二醇的玻璃片；
(4)聚乙二醇末端接枝多肽：将接枝聚乙二醇的玻璃片放置在6孔板中，加入60μL浓度为10mg/mL的多肽LLLL的PBS溶液，接着依次加入2mM的氨基胍、2mM的抗坏血酸钠、1mM的硫酸铜溶液，最终得到的混合溶液中多肽的浓度为0.25mg/mL，随后振动避光孵育24小时；
(5)后处理：在步骤(4)反应后的体系中加入浓度为100μL浓度为10M的EDTA过夜，并用去离子水充分洗涤玻璃片，N2氛围中吹干，即得。
实施例3
(1)固体的表面处理：将玻璃片先后在去离子水、乙醇中超声60分钟，N2氛围中吹干，然后在配好的食人鱼洗液(浓硫酸：30％过氧化氢＝7:3)中处理6小时，在玻璃片表面引入羟基，用大量水冲洗，N2氛围中吹干；
(2)接枝硅烷偶联剂：将引入羟基的玻璃片浸没在浓度为2％的3-氨丙基-三乙氧基硅烷的甲苯溶液中，15-25℃下孵育过夜，依次用甲苯、乙醇、去离子水洗涤三次并在N2氛围中吹干，得到硅烷偶联剂修饰的玻璃片；
(3)接枝聚乙二醇：称取5mg的PEG(分子量为467.5)、7.7mg的NHS、4.6mg的EDC，混合在MES缓冲液中，15-25℃下搅拌30min，将硅烷偶联剂修饰的玻璃片浸没在混合液中，震荡反应24小时，大量水冲洗，N2氛围中吹干，得到接枝聚乙二醇的玻璃片；
(4)聚乙二醇末端接枝多肽：将接枝聚乙二醇的玻璃片放置在6孔板中，加入60μL浓度为10mg/mL的多肽LLLL的PBS溶液，接着依次加入2mM的氨基胍、2mM的抗坏血酸钠、1mM的硫酸铜溶液，最终得到的混合溶液中多肽的浓度为0.25mg/mL，随后振动避光孵育24小时；
(5)后处理：在步骤(4)反应后的体系中加入10μL浓度为10M的EDTA过夜，并用去离子水充分洗涤玻璃片，N2氛围中吹干，即得。样品名称记为Glass-L4’。
实施例4
同实施例1，区别在于使用的多肽为FFFF(F4)。所得样品名称记为Glass-F4。
实施例5
同实施例1，区别在于使用的多肽为IIII(I4)。所得样品名称记为Glass-I4。
实施例6
同实施例1，区别在于固体材料为硅片。所得样品名称记为Si-L4。
实施例7
同实施例1，区别在于固体材料为医用级聚氨酯(PU)且固体的表面处理在氧等离子体中进行。所得样品名称记为PU-L4。
实施例8
同实施例3，区别在于固体材料为硅片。所得样品名称记为Si-L4’。
实施例9
同实施例4，区别在于固体的表面处理在氧等离子体中进行且3-氨丙基-三乙氧基硅烷的浓度为2％。
实施例10
同实施例1，区别在于所用固体为聚二甲基硅氧烷基底。
实施例11
同实施例1，区别在于PEG分子量为8000。所得样品名称记为Glass-L4”。
实施例12
同实施例11，区别在于所用固体为硅片。所得样品名称记为Si-L4”。
实施例13
同实施例1，区别在于所用多肽为L5。所得样品名称记为Glass-L5。
实施例14
同实施例1，区别在于使用的多肽为VVV(V3)。所得样品名称记为Glass-V3。
对比例1
同实施例1，区别在于PEG分子量为20000。所得样品名称记为Glass-L4(20K)。
防污测试
通过共聚焦观察细菌在固体表面的黏附情况以测试其防污效果，具体包括以下步骤：
将待测产品放在细菌浓度为1×105CFU/mL的胰蛋白胨大豆肉汤(TSB)中培养，10小时后采用死/活染料对基底表面黏附的细菌进行染色。
如图5A所示，绿色荧光(亮色荧光)代表活细菌，红色荧光(暗色荧光)代表死细菌，当待测产品为实施例1的抗菌防污的聚合物刷(Class-L4)时，10小时后聚合物刷表面黏附的细菌数目明显降低，而且大部分细菌处于死亡状态。待测产品为实施例1的步骤(1)的空白玻璃片(Glass)时，10小时后黏附细菌数目明显远远高于实施例1的抗菌防污的聚合物刷，且大部分细菌为活细菌。从图5B的细菌数目统计更能明显看出玻璃片(Glass)表面黏附的细菌数目远高于抗菌防污的聚合物刷(Class-L4)，具体防污数据及其他实施例样品作为待测产品时的防污效果具体见表1。
表1不同聚合物刷的防污效果
实施例 样品名称 PEG分子量 防污效果/％
实施例1 Glass-L4 1000 85±5
实施例3 Glass-L4’ 467.5 80±5
实施例4 Glass-F4 1000 85±5
实施例5 Glass-I4 1000 85±5
实施例6 Si-L4 1000 85±5
实施例7 PU-L4 1000 85±5
实施例8 Si-L4’ 467.5 80±5
实施例11 Glass-L4” 8000 90±5
实施例12 Si-L4” 8000 90±5
实施例13 Glass-L5 1000 85±5
实施例14 Glass-V3 1000 85±5
从表1可知，本发明的聚合物刷具有明显的防污效果，防污率至少为80±5％。由此，我们得出普通固体表面接枝本发明的聚合物刷后，可以赋予固体表面显著的防污性能。
抑菌性能测试
试验组
将实施例的产品用涂板法测试其抗菌效果，具体方法为：
(1)在MH琼脂板上挑大肠杆菌的菌落于TSB肉汤中，挑绿脓杆菌的菌落于LB肉汤中，在37℃的摇床中培养16-24小时；
(2)取原菌液于离心管中，离心力6400g离心5分钟，并使用PBS洗三遍，稀释成105CFU/mL的菌液浓度备用；
(3)将待测产品放在24孔板中，在每个具有聚合物刷的固体表面滴加20μL的稀释菌液，于37℃培养箱中培养1小时；
(4)在每个孔板中加入1980μL的PBS，超声2分钟，振动3分钟；
(5)取孔板中的溶液100μL于提前准备好的MH琼脂板子上，进行涂板；
(6)将涂好的板子放在37℃培养箱中过夜，第二天对MH琼脂板上的菌落进行计数。
当待测产品为实施例1的抗菌防污的聚合物刷时，对两种革兰氏阴性菌进行抗菌测试，结果如图3所示，从中我们可以发现，该聚合物刷对大肠杆菌和绿脓杆菌具有非常明显的抗菌作用。从图3A和3B中明显看到，两种革兰氏阴性菌在与固体表面作用1小时后，涂板看不到菌落，其抗菌率达到100％，说明该聚合物刷对革兰氏阴性菌具有非常明显的抗菌效果。从图3C和3D的抗菌结果统计图中也可以清楚的看到，当玻璃表面接枝硅烷偶联剂后对大肠杆菌有一定抗菌性，对绿脓杆菌没有效果；当玻璃表面再接枝PEG后，对两种革兰氏阴性菌都没有明显抑制作用；当玻璃表面最后成功接枝多肽L4后，对两种革兰氏阴性菌均表现出优异的抗菌效果，抗菌率约为100％。以相同的方法测试其他实施例或对比例产品的抗菌率(抑菌率)，具体结果如表2所示。
表2不同聚合刷的抑菌率
Figure BDA0002951665200000091
Figure BDA0002951665200000101
从表2可知，本发明的抗菌防污的聚合物刷具有优异的抗菌效果，抗菌率至少为80±5％，但对比例1的抗菌防污的聚合物刷(Glass-L4(20K))的抗菌率远不如本发明实施例的聚合物刷，说明PEG的分子量过大，影响聚合物刷的抗菌效果。
此外，对于不同聚合物刷的抗菌效果有轻微差别，主要原因是：不同的基底或处理方式，得到的聚合物刷的接枝率有差别；不同的疏水多肽，在与聚乙二醇进行偶合的时候，空间位阻等条件使得聚合物刷的接枝率不同，因此抗菌效果有些许不同。但本发明提供的固定在固体表面上的由亲水聚乙二醇和疏水多肽所形成的聚合物刷结构，的确赋予了固体表面很好的抗菌防污效果。
对照组
通过微量肉汤稀释法测最小抑菌浓度(MIC)测试多肽LLLL本身的抗菌性能。
将多肽溶解在纯二甲基亚砜(DMSO)溶剂中，测试不同浓度时对大肠杆菌和绿脓杆菌的抑制效果，同时为了排除DMSO的影响，在相同条件下(保证每个多肽浓度下，对应的溶解LLLL的DMSO和单独DMSO的量保持一致)测试DMSO对大肠杆菌和绿脓杆菌的抑制效果，结果如图4所示。
从图4A可以看到，当多肽浓度在2mg/mL的时候，读不出对大肠杆菌的MIC的值，当多肽浓度达到4mg/mL时，依然读不出对大肠杆菌的MIC的数值。但是相同量下DMSO却能够读出对大肠杆菌MIC的数值，由此可以看到单独多肽基本不具备抗菌能力，甚至都没有溶剂DMSO的抗菌效果好。从图4B看出对绿脓杆菌的MIC测试得到的结果类似。
小结：本发明的聚合物刷将不具有抗菌性能的多肽和PEG结合后，意外的赋予了固体表面很好的抗菌效果。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所做的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。

Claims (10)

1.一种抗菌防污的聚合物刷，其特征在于，所述聚合物刷由聚乙二醇和多肽的偶联物形成，其中，聚乙二醇的一端固定在固体表面；所述多肽由3-6个疏水氨基酸组成；所述疏水氨基酸选自亮氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸和异亮氨酸中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的抗菌防污的聚合物刷，其特征在于，固体材料选自金属、合金、玻璃、硅、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚酰胺、环氧树脂、聚乙烯、聚偏氟乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚羟丁酸、聚己内酯、聚苯乙烯、聚丙烯、壳聚糖、聚乳酸、聚乙醇酸酯、聚二甲基硅氧烷和聚甲基丙烯酸甲酯中的一种。
3.根据权利要求1所述的抗菌防污的聚合物刷，其特征在于，所述聚乙二醇的分子量为200-10000。
4.一种如权利要求1所述的抗菌防污的聚合物刷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将固体放入食人鱼洗液或氧等离子体中进行表面处理，使固体表面引入羟基；
(2)将引入羟基的固体浸没在包含硅烷偶联剂的溶液中，进行接枝反应，得到硅烷偶联剂修饰的固体；
(3)将硅烷偶联剂修饰的固体浸没在含有聚乙二醇的偶联反应液中，进行偶联反应，得到接枝聚乙二醇的固体；
(4)将接枝聚乙二醇的固体放入含有多肽的磷酸缓冲液中，加入催化剂，进行点击化学反应；
(5)在步骤(4)反应后的体系中加入乙二胺四乙酸进行络合反应，随后洗净干燥，即得。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述硅烷偶联剂选自3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷和4-氨丁基三乙氧基硅烷中的一种；
优选的，所述接枝反应的条件为：温度为15-25℃，时间为6-30小时。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述偶联反应的条件为：温度为15-25℃，时间为6-60小时；
优选的，所述含有聚乙二醇的偶联反应液由1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐、N-羟基琥珀酰亚胺、聚乙二醇和吗啉乙磺酸缓冲液组成。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述多肽与聚乙二醇的物质的量之比为1-100；
优选的，所述催化剂选自抗坏血酸钠、氨基胍和硫酸铜。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述点击化学反应的条件为：避光条件，温度为15-25℃；时间为1-48小时。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述络合反应的条件为：温度为15-25℃，时间为1-12小时。
10.一种如权利要求1-3任一所述的抗菌防污的聚合物刷或如权利要求4-9任一所述的制备方法制得的抗菌防污的聚合物刷在制备生物医用材料中的应用。
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