KR101731126B1

KR101731126B1 - 광화학적 가교결합성 중합체, 광화학적 가교결합성 중합체의 제조 방법 및 광화학적 가교결합성 중합체의 사용 방법

Info

Publication number: KR101731126B1
Application number: KR1020117019790A
Authority: KR
Inventors: 제이슨 로클린; 이안 하딘; 사티야 사만타; 비크람 덴데
Original assignee: 유니버시티 오브 조지아 리서치 파운데이션 인코퍼레이티드
Priority date: 2009-02-18
Filing date: 2010-02-17
Publication date: 2017-04-27
Also published as: CN102325825B; AU2010216178A1; AU2010216178B2; EP2398841A2; WO2010096444A2; US20110294384A1; NZ594304A; EP2398841A4; WO2010096444A4; CA2752614A1; CA2752614C; WO2010096444A3; IL214334B; CN102325825A; BRPI1008452A2; IL214334A0; KR20110120912A

Abstract

간단히 기술하면, 본 발명의 구체예는 무엇보다 중합체 조성물, 중합체 조성물의 제조 방법, 구조물의 표면에 공유 결합되는 중합체 조성물을 갖는 구조물, 중합체를 구조물의 표면에 결합시키는 방법, 구조물 상에 형성된 미생물의 양을 감소시키는 방법 등을 포함한다.

Description

광화학적 가교결합성 중합체, 광화학적 가교결합성 중합체의 제조 방법 및 광화학적 가교결합성 중합체의 사용 방법{PHOTOCHEMICAL CROSS-LINKABLE POLYMERS, METHODS OF MAKING PHOTOCHEMICAL CROSS-LINKABLE POLYMERS, AND METHODS OF USING PHOTOCHEMICAL CROSS-LINKABLE POLYMERS}

관련 출원의 상호 참조

본 출원은 "광화학적 가교결합성 중합체, 광화학적 가교결합성 중합체의 제조 방법 및 광화학적 가교결합성 중합체의 사용 방법"을 명칭으로 하는 미국 가출원 일련 번호 제61/153,385호(2009년 2월 18일 출원)를 우선권으로 주장하며, 이는 그 전문이 본원에 참고 인용 된다.

세균 감염 및 오염은 방직, 식품 패키징, 가공 및 저장, 정수(water purification), 의료 장비, 약물 및 구강 외과 장비와 같은 여러 생활 분야에 있어서 가장 심각한 문제 중 하나이다. 최근 들어, 항균제는 수많은 물질에 대해 안전성 혜택을 제공하는 잠재성으로 인해 학문적 및 산업적 관점 모두에서 더 많은 관심을 얻게 되었다. 일부 양이온 중합체, 예컨대 4차 폴리에틸렌이민(QPEI)은 이의 독특한 구조적 특성으로 인해 박테리아 사멸에 효과적임이 입증된 바 있다. 다양이온의 항균 활성에 대하여 제안된 기전은 막관통 전위의 분해, 세포질 내용물의 누출 및 궁극적인 세포사를 유발하는 세포막의 파괴를 통한 것이다. 이러한 기전 하에, 4차 질소 원자 주변의 양전하 (또는 쌍극자 차)는 다양이온의 막 파괴능과 관련된다. 전체적인 전하는 양이온 센터(예, α- 및/또는 β-할라이드, 니트로 및 설포늄 기)의 주변에서 전자 끄는 기의 결찰 및/또는 전기음전성 (또는 "경(hard)") 반대 이온(예, BF₄ ^-, SO₄ ² ^-)의 사용에 의해 향상될 수 있다. 고체 계면에서 박테리아의 신속한 접촉사에 대한 더욱 상세한 기전은 중요한 연구 분야로 남아 있다. 이러한 목적을 실현하기 위해서는, 잘 규정된 특성을 갖는 표면에 대해 신규한 방법론을 개발하는 것이 필요하다. 소수의 문헌에는 폴리 4차 암모늄(PQA) 화합물의 다양한 표면으로의 공유 커플링을 통한 항균 표면의 제조와 관련하여 입증되었음이 보고되어 있다. 하지만, 일반적인 살생물성 중합체 및 불활성 플라스틱 표면의 공유 결합은 반응성 작용기의 결핍으로 인해 더욱 더 어렵다. 최근 들어, Matyjaszewski 그룹은 신규한 광화학적 방법과 제어된/생존 라디칼 중합 기법, 원자 전달 라디칼 중합(ATRP)의 조합에 의해 폴리프로필렌 표면을 개질시킬 수 있었다(Biomacromolecules 2007, 8, 1396-1399). 이것은 불활성 표면을 작용화시키기에 지적인 접근법이지만 이러한 표면 개시 중합은 상업화에 실용적이지 않다. 따라서, 이러한 문제를 다루기 위한 화학물질 및/또는 방법이 제공되어야 할 필요가 있다.

발명의 개요

간단히 기술하자면, 본 내용의 구체예는 무엇보다 중합체 조성물, 중합체 조성물의 제조 방법, 구조물의 표면에 공유 결합되는 중합체 조성물을 갖는 구조물, 구조물 표면에 중합체를 결합시키는 방법, 구조물 상에 형성된 미생물의 양을 감소시키는 방법 등을 포함한다.

하나의 예시적인 중합체는 무엇보다 소수성 측쇄 부분 및 광 가교결합성 부분에 의해 4차화된 선형 또는 분지형 폴리에틸렌이민 중합체를 포함한다.

표면 상에 중합체를 배치하는 하나의 예시적인 방법은 무엇보다 본원에 기술된 중합체를 제공하는 단계; 상기 중합체를 C-H 기를 갖는 표면을 가진 구조물 상에 배치하는 단계; 상기 중합체를 UV 광에 노광하는 단계로서, 중합체와 UV 광의 상호작용으로 중합체가 표면에 공유 결합되는 단계를 포함한다.

하나의 예시적인 구조물은 무엇보다 표면에 공유 결합되는 본원에 기술된 중합체를 갖는 표면으로서, 상기 구조물은 항균 특성을 갖는 표면을 포함한다.

도면의 간단한 설명

이러한 내용의 다수의 측면은 다음의 도면을 참조하여 더 잘 이해될 수 있다. 도면의 성분은 비율에 따른 것은 아니며, 본 내용의 원칙을 확실하게 예시시 대신 강조 표시가 된다. 또한, 도면에서, 유사 도면 부호는 여러 시점에 걸쳐 상응한 부분을 나타낸다.

도 1에는 중합체 2b에서 벤조페논 측쇄의 UV 스펙트럼(360 nm)에서의 UV 노광 시간에 따른 변화가 도시된다.

도 2에는 초음파처리 전에 조도가 0.48 nm인 중합체 2b 필름의 AFM 이미지(122 nm)가 도시된다.

도 3에는 초음파처리 후에 조도가 0.83 nm인 중합체 2b 필름의 AFM 이미지(65 nm)가 도시된다.

도 4에는 스타필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus Aureus)로 분무된 유리 기재의 디지털 사진이 도시된다. (a) 대조군 슬라이드 및 (b) 65 nm 두께의 중합체 2b.

도 5에는 스타필로코쿠스 아우레우스로 분무된 면 스트립의 디지털 사진이 도시된다. (a) 대조군 및 (b) 가교결합된 중합체 2b로 분무 코팅된 기재.

도 6에는 스타필로코쿠스 아우레우스로 분무된 폴리프로필렌 부직포 토목섬유의 디지털 사진이 도시된다. (a) 대조군 및 (b) 가교결합된 중합체 2b로 분무 코팅된 기재.

도 7에는 스타필로코쿠스 아우레우스로 분무된 폴리비닐클로라이드 코팅 폴리에스테르 그리드 구조물의 디지털 사진이 도시된다. (a) 대조군 및 (b) 가교결합된 중합체 2b 용액(15 mg/㎖)으로 두드리고 세탁된 기재 스펀지.

발명의 상세한 내용

본 발명을 더욱 상세하게 기술하기 전에, 당업자라면 본 내용은 기술되는 특정 구체예에 한정되지 않으며, 이에 따라 물론 다양할 수 있다는 것을 알고 이해하여야 한다. 또한, 본원에 사용되는 용어는 단지 특정 구체예를 예시하는 목적을 위한 것으로 이해되어야 하고, 한정하고자 의도되는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 오직 첨부되는 청구범위에 의해서만 한정될 것이다.

달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 내용이 속하는 업계의 당업자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본원에 기술되는 것과 유사하거나 동등한 임의의 방법 및 물질이 또한 본 발명의 실시 또는 테스트에 사용될 수도 있지만, 바람직한 방법 및 물질은 이하 기술된다.

본 명세서에 인용되는 모든 공개 및 특허는 각 개별 공개 또는 특허가 구체적으로 그리고 개별적으로 제시하여 참고 인용하는 것처럼 본원에 참고 인용되며 그 공개가 인용한 것과 관련된 방법 및/또는 물질을 개시 및 기술하기 위해 본원에 참고 인용된다. 임의의 공개의 인용은 출원일 이전에 이의 내용을 위한 것이며 본 내용이 앞선 내용으로 인해 상기 문헌에 선행되는 자격을 허용하는 것으로 이해해서는 안된다. 추가적으로, 제공되는 공개일은 독립적으로 확인될 필요가 있을 수 있는 실질적인 공개일과는 상이할 수 있다.

이러한 내용을 구독시 당업자가 알 수 있는 바와 같이, 본원에 기술되고 예시되는 각 개별 구체예는 본 발명의 범위 또는 취지로부터 벗어나는 일 없이 임의의 다른 여러가지 구체예의 특징과 쉽게 분리되거나 조합될 수 있는 분리된 성분 및 특징을 갖는다. 임의의 개시된 방법은 개시된 사건의 순서로 또는 논리적으로 가능한 임의의 다른 순서로 수행될 수 있다.

본 발명의 구체예는, 달리 제시되지 않는 한, 당업계의 기술에 속하는 화학, 중합체 화학, 생물학 등의 기법을 사용할 것이다. 이러한 기법은 문헌에 완전하게 설명된다.

하기 실시예는 당업자에게 본원에 개시되고 청구되는 조성물 및 화합물을 사용하는 방법 및 그 방법을 수행하는 방법의 완전한 내용 및 설명이 제공된다. 수치(예, 함량, 온도 등)와 관련하여 정확성을 보장하기 위해 노력이 수반되지만, 일부의 오류 및 편차가 유발된다. 달리 제시되지 않는 한, 부는 중량부이고, 온도는 ℃이며, 압력은 대기압이다. 표준 온도 및 압력은 25℃ 및 1기압으로서 정의된다.

본 발명의 구체예를 상세하게 기술하기 전에, 달리 제시되지 않는 한, 본 발명은 특정 물질, 시약, 반응 물질, 제조 방법 등에 한정되지 않는 것으로 알고 이해되어야하며, 이에 따라 다양할 수 있다. 또한, 본원에 사용되는 용어는 단지 특정한 구체예를 설명하기 위한 목적이며, 한정되는 것으로 간주하지 않는 것으로 알고 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서는 논리적으로 가능한 상이한 순서로 단계가 진행될 수 있다.

덧붙여, 명세서 및 첨부되는 청구범위에 사용되는 바와 같이, 단수 형태("a", "an" 및 "the")는 문맥상 명백하게 제시되지 않는 한 복수의 지시 대상도 포함한다. 따라서, 예를 들면, "지지체"에 대한 언급은 복수의 지지체를 포함한다. 후속되는 이러한 명세서 및 청구범위에 있어서, 반대 의도가 확인되지 않는 한 다음의 의미를 갖는 것으로 정의되는 다수의 용어가 언급된다.

정의:

본원에 사용되는 "알킬" 또는 "알킬 기"는 선형, 분지형 또는 환형일 수 있고, 1∼20개의 탄소 원자를 갖는 포화된 지방족 탄화수소 쇄 및 치환된 포화 지방족 탄화수소 쇄를 나타내며, 언급된 탄소 원자의 범위는 개별적으로 각 개재된 정수뿐만 아니라 서브범위를 포함한다. 알킬 기의 예는, 비제한적 예로서, 메틸, 에틸, i-프로필, n-프로필, n-부틸, t-부틸, 펜틸, 헥실, 셉틸, 옥틸, 노닐, 데실 등을 포함한다. 치환은 할로겐 등에 의한 것일 수 있다.

용어 "항균 특성"은 미생물의 성장을 사멸시키고/시키거나 억제하는 능력을 말한다. 항균 특성을 갖는 물질은 미생물(예, 박테리아, 진균류, 원생동물, 해조류 등)에 유해할 수 있다. 항균 특성을 갖는 물질은 미생물을 사멸시키고/시키거나 미생물의 성장 또는 생식을 막거나 실질적으로 막을 수 있다.

용어 "박테리아(bacteria 또는 bacterium)"는, 비제한적 예로서, 그람 양성 및 그람 음성 박테리아를 포함한다. 박테리아는, 비제한적 예로서, 아비오트로피아(Abiotrophia), 아크로모박터(Achromobacter), 아시다미노코쿠스(Acidaminococcus), 아시도보락스(Acidovorax), 아시네토박터(Acinetobacter), 악티노바실러스(Actinobacillus), 악티노바쿨룸(Actinobaculum), 악티노마두라(Actinomadura), 악티노마이세스(Actinomyces), 아에로코쿠스(Aerococcus), 아에로모나스(Aeromonas), 아피피아(Afipia), 아그로박테리움(Agrobacterium), 알칼리게네스(Alcaligenes), 알로이오코쿠스(Alloiococcus), 알테로모나스(Alteromonas), 아미콜라타(Amycolata), 아미콜라톱시스(Amycolatopsis), 아나에로보스피릴룸(Anaerobospirillum), 아나바에나 어피니스(Anabaena affinis) 및 기타 시아노박테리아(cyanobacteria)(아나베아나(Anabaena), 아나바에놉시스(Anabaenopsis), 아파니조메논(Aphanizomenon), 카메시폰(Camesiphon), 실린드로스페르몹시스(Cylindrospermopsis), 글로에오박터 하팔로시폰(Gloeobacter Hapalosiphon), 링비아(Lyngbya), 미크로시스티스(Microcystis), 노둘라리아(Nodularia), 노스톡(Nostoc), 포르미디움(Phormidium), 플란크토트릭스(Planktothrix), 슈도아나바에나(Pseudoanabaena), 시조트릭스(Schizothrix), 스피룰리나(Spirulina), 트리코데스뮴(Trichodesmium) 및 우메자키아 게네라(Umezakia genera)를 포함함), 아나에로합두스(Anaerorhabdus), 아라크니아(Arachnia), 아르카노박테리움(Arcanobacterium), 아르코박터(Arcobacter), 아르트로박터(Arthrobacter), 아토포비움(Atopobium), 오레오박테리움(Aureobacterium), 박테로이데스(Bacteroides), 발네아트리스(Balneatrix), 바르토넬라(Bartonella), 베르게엘라(Bergeyella), 비피도박테리움(Bifidobacterium), 빌로필라 브란하멜라(Bilophila Branhamella), 보르렐리라(Borrelia), 보르데텔라(Bordetella), 브라키스피라(Brachyspira), 브레비바실러스(Brevibacillus), 브레비박테리움(Brevibacterium), 브레분디모나스(Brevundimonas), 브루셀라(Brucella), 벌크홀데리아(Burkholderia), 부티옥셀라(Buttiauxella), 부티리비브리오(Butyrivibrio), 칼리마토박테리움(Calymmatobacterium), 캄필로박터(Campylobacter), 카프노시토파가(Capnocytophaga), 카르디오박테리움(Cardiobacterium), 카토넬라(Catonella), 세데세아(Cedecea), 셀룰로모나스(Cellulomonas), 센티페다(Centipeda), 클라미디아(Chlamydia), 클라미도필라(Chlamydophila), 크로모박테리움(Chromobacterium), 키세오박테리움(Chyseobacterium), 크리세오모나스(Chryseomonas), 시트로박터(Citrobacter), 클로스트리디움(Clostridium), 콜린셀라(Collinsella), 코마모나스(Comamonas), 코리네박테리움(Corynebacterium), 콕시엘라(Coxiella), 크립토박테리움(Cryptobacterium), 델프티아(Delftia), 데르마박터(Dermabacter), 데르마토필루스(Dermatophilus), 데술포모나스(Desulfomonas), 데술포비브리오(Desulfovibrio), 디알리스터(Dialister), 디켈로박터(Dichelobacter), 돌로시코쿠스(Dolosicoccus), 돌로시그라눌룸(Dolosigranulum), 에드워드시엘라(Edwardsiella), 에게르텔라(Eggerthella), 에르리키아(Ehrlichia), 에이케넬라(Eikenella), 엠페도박터(Empedobacter), 엔테로박터(Enterobacter), 엔테로코쿠스(Enterococcus), 에르위니아(Erwinia), 에리시펠로트릭스(Erysipelothrix), 에스케리키아(Escherichia), 유박테리움(Eubacterium), 에윈겔라(Ewingella), 엑시구오박테리움(Exiguobacterium), 파클라미아(Facklamia), 필리팍토르(Filifactor), 플라비모나스(Flavimonas), 플라보박테리움(Flavobacterium), 프란시셀라(Francisella), 푸소박테리움(Fusobacterium), 가르드네렐라(Gardnerella), 게멜라(Gemella), 글로비카텔라(Globicatella), 고르도나(Gordona), 하에모필루스(Haemophilus), 하프니아(Hafnia), 헬리코박터(Helicobacter), 헬로코쿠스(Helococcus), 홀데마니아 이그나비그라눔(Holdemania Ignavigranum), 존소넬라(Johnsonella), 킨젤라(Kingella), 크렙시엘라(Klebsiella), 코쿠리아(Kocuria), 코세렐라(Koserella), 쿠르티아(Kurthia), 키토코쿠스(Kytococcus), 락토바실러스(Lactobacillus), 락토코쿠스(Lactococcus), 라우트로피아(Lautropia), 레클레르시아(Leclercia), 레지오넬라(Legionella), 레미노렐라(Leminorella), 렙토스피라(Leptospira), 렙토트리키아(Leptotrichia), 레우코노스톡(Leuconostoc), 리스테리아(Listeria), 리스토넬라(Listonella), 마가스파에라(Megasphaera), 메틸로박테리움(Methylobacterium), 마이크로박테리움(Microbacterium), 마이크로코쿠스(Micrococcus), 미츠오켈라(Mitsuokella), 모빌룬쿠스(Mobiluncus), 모엘레렐라(Moellerella), 모락셀라(Moraxella), 모르가넬라(Morganella), 미코박테리움(Mycobacterium), 미코플라스마(Mycoplasma), 미로이데스(Myroides), 네이세리아(Neisseria), 노카르디아(Nocardia), 노카르디옵시스(Nocardiopsis), 오크로박트룸(Ochrobactrum), 오에스코비아(Oeskovia), 올리겔라(Oligella), 오리엔티아(Orientia), 파에나바실러스(Paenibacillus), 판토에아(Pantoea), 파라클라미디아(Parachlamydia), 파스튜렐라(Pasteurella), 페디오코쿠스(Pediococcus), 펩토코쿠스(Peptococcus), 펩토스트렙토코쿠스(Peptostreptococcus), 포토박테리움(Photobacterium), 포토르합두스(Photorhabdus), 피토플라스마(Phytoplasma), 플레시오모나스(Plesiomonas), 포르피리모나스(Porphyrimonas), 프레보텔라(Prevotella), 프로피오니박테리움(Propionibacterium), 프로테우스(Proteus), 프로비덴시아(Providencia), 슈도모나스(Pseudomonas), 슈도노카르디아(Pseudonocardia), 슈도라미박터(Pseudoramibacter), 사이크롭가터(Psychrobacter), 라넬라(Rahnella), 랄스토니아(Ralstonia), 로도코쿠스(Rhodococcus), 리크케트시아 로칼리마에아 로세오모나스(Rickettsia Rochalimaea Roseomonas), 로티아(Rothia), 루미노코쿠스(Ruminococcus), 살모넬라(Salmonella), 셀레노모나스(Selenomonas), 세르풀리나(Serpulina), 세라티아(Serratia), 쉐웨넬라(Shewenella), 시겔라(Shigella), 심카니아(Simkania), 슬리키아(Slackia), 스핑고박테리움(Sphingobacterium), 스핑고모나스(Sphingomonas), 스피릴룸(Spirillum), 스피로플라스마(Spiroplasma), 스타필로코쿠스, 스테노트로포모나스(Stenotrophomonas), 스토마토코쿠스(Stomatococcus), 스트렙토바실러스(Streptobacillus), 스트렙토코쿠스(Streptococcus), 스트렙토마이세스(Streptomyces), 숙시니비브리오(Succinivibrio), 수테렐라(Sutterella), 수토넬라(Suttonella), 타투멜라(Tatumella), 티시에렐라(Tissierella), 트라불시엘라(Trabulsiella), 트레포네마(Treponema), 트로페리마(Tropheryma), 차카무렐라(Tsakamurella), 투리셀라(Turicella), 우레아플라스마(Ureaplasma), 바고코쿠스(Vagococcus), 베일로넬라(Veillonella), 비브리오(Vibrio), 위크셀라(Weeksella), 올리넬라(Wolinella), 잔토모나스(Xanthomonas), 제노르합두스(Xenorhabdus), 에르시니아(Yersinia) 및 요케넬라(Yokenella)를 포함할 수 있다. 박테리아의 다른 예는 미코박테리움 투버클로시스(Mycobacterium tuberculosis), 엠. 보비스(M. bovis), 엠. 티피무리움(M. typhimurium), 엠. 보비스 균주 BCG, BCG 아주, 엠. 아비움(M. avium), 엠. 인트라셀룰라레(M. intracellulare), 엠. 아프리카눔(M. africanum), 엠.칸사시이(M. kansasii), 엠.마리눔(M. marinum), 엠.울세란스(M. ulcerans), 엠. 아비움 아종 파라투버쿨로시스(paratuberculosis), 스타필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus), 스타필로코쿠스 에피더미디스(Staphylococcus epidermidis), 스타필로코쿠스 에쿠이(Staphylococcus equi), 스트렙토코쿠스 피오게네스(Streptococcus pyogenes), 스트렙토코쿠스 아갈락티에(Streptococcus agalactiae), 리스테리아 모노시토게네스(Listeria monocytogenes), 리스테리아 이바노비이(Listeria ivanovii), 바실러스 안트라시스(Bacillus anthracis), 비. 서브틸리스(B. subtilis), 노카르디아 아스테로이데스(Nocardia asteroides), 및 기타 노카르디아(Nocardia) 종, 스트렙토코쿠스 비리단스(Streptococcus viridans) 군, 펩토코쿠스(Peptococcus) 종, 펩토스트렙토코쿠스(Peptostreptococcus) 종, 악티노미세스 이스라엘리이(Actinomyces israelii) 및 기타 악티노미세스(Actinomyces) 종, 및 프로피오니박테리움 아크네스(Propionibacterium acnes), 클로스트리디움 테타니(Clostridium tetani), 클로스트리디움 보툴리눔(Clostridium botulinum), 기타 클로스트리디움(Clostridium) 종, 슈도모나스 애루기노사(Pseudomonas aeruginosa), 기타 슈도모나스(Pseudomonas) 종, 캄필로박터(Campylobacter) 종, 비브리오 콜레라(Vibrio cholera), 에르리키아(Ehrlichia) 종, 악티노바실러스 플레우롭뉴모니에(Actinobacillus pleuropneumoniae), 파스테우렐라 헤몰리티카(Pasteurella haemolytica), 파스테우렐라 물토시다(Pasteurella multocida), 기타 파스테우렐라(Pasteurella) 종, 레기오넬라 뉴모필라(Legionella pneumophila), 기타 레기오넬라(Legionella) 종, 살모넬라 티피(Salmonella typhi), 기타 살모넬라(Salmonella) 종, 시겔라(Shigella) 종 브루셀라 아보르투스(Brucella abortus), 기타 브루셀라(Brucella) 종, 클라미디 트라코마티스(Chlamydi trachomatis), 클라미디아 프사이타시(Chlamydia psittaci), 콕시엘라 부르네티(Coxiella burnetti), 에스케리키아 콜라이(Escherichia coli), 네이세리아 메닌기티디스(Neiserria meningitidis), 네이세리아 고노레아(Neiserria gonorrhea), 헤모필루스 인플루엔제(Haemophilus influenzae), 헤모필루스 두크레이(Haemophilus ducreyi), 기타 헤모필루스(Hemophilus) 종, 요르시니아 페스티스(Yersinia pestis), 요르시니아 엔테롤리티카(Yersinia enterolitica), 기타 요르시니아(Yersinia) 종, 에스케리키아 콜라이(Escherichia coli), 이.히레(E. hirae) 및 기타 에스케리키아(Escherichia) 종 뿐만 아니라 다른 엔테로박테리아, 브루셀라 아보르투스(Brucella abortus) 및 기타 브루셀라 종, 부르크홀데리아 세파시아(Burkholderia cepacia), 부르크홀데리아 슈도말레이(Burkholderia pseudomallei), 프란시셀라 툴라렌시스(Francisella tularensis), 박테로이데스 프라길리스(Bacteroides fragilis), 푸도바스크테리움 누클레아툼(Fudobascterium nucleatum), 프로베텔라(Provetella) 종, 및 코우드리아 루미난티움(Cowdria ruminantium), 또는 임의의 균주 또는 이의 변이체를 포함한다. 그람 양성 박테리아는, 비제한적 예로서, 그람 양성 코쿠스(예, 스트렙토쿠스, 스타필로코쿠스, 및 엔테로코쿠스)를 포함할 수 있다. 그람 음성 박테리아는, 비제한적 예로서, 그람 음성 로드(예, 박테로이다세에(Bacteroidaceae), 엔테로박테리아세에(Enterobacteriaceae), 비브리오나세에(Vibrionaceae), 파스테우렐레(Pasteurellae) 및 슈도모나다세에(Pseudomonadaceae))를 포함할 수 있다. 구체예에서, 박테리아는 미코플라스마 뉴모니에(Mycoplasma pneumoniae)를 포함할 수 있다.

본원에 사용된 용어 "원생동물"은, 비제한적 예로서, 편모류(예, 기아르디아 람빌리아(Giardia lamblia)), 아메바류(예, 엔타모에바 히스톨리티카(Entamoeba histolitica)), 및 포자충류(예, 플라스모디움 크노우레시(Plasmodium knowlesi))뿐만 아니라 섬모충류(예, 비. 콜라이(B. coli))를 포함한다. 원생동물은, 비제한적 예로서, 엔타모에바 콜라이(Entamoeba coli), 엔타모에아베 히스톨리티카(Entamoeabe histolitica), 요오도아모에바 부에트실리이(Iodoamoeba buetschlii), 클리오마스틱스 메스리니(Chilomastix meslini), 트리코모나스 바기날리스(Trichomonas vaginalis), 펜타트리코모나스 호미니(Pentatrichomonas homini), 플라스모디움 비박스(Plasmodium vivax), 레이시마니아 브라질리엔시스(Leishmania braziliensis), 트리바노소마 크루지(Trypanosoma cruzi), 트리파노소마 브루세이(Trypanosoma brucei), 및 믹소포리디아(Myxoporidia)를 포함할 수 있다.

본원에 사용된 용어 "해조류"는, 비제한적 예로서, 마이크로해조류 및 필라멘트성 해조류, 예컨대 아나시스티스 니둘란스(Anacystis nidulans), 세네데스무스 종(Scenedesmus sp .), 클라미도모나스 종(Chlamydomonas sp .), 클로렐라 종(Clorella sp.), 두날리엘라 종(Dunaliella sp .), 유글레나 종(Euglena so .), 프림네슘 종(Prymnesium sp .), 포르피리디움 종(Porphyridium sp .), 시네코쿠스 종(Synechoccus sp.), 보트리코쿠스 브라우니이(Botryococcus braunii), 크립테코디늄 코니이(Crypthecodinium cohnii), 실린드로테카 종(Cylindrotheca sp .), 미크로시스티스 종, 이소크리시스 종(Isochrysis sp .), 모날란투스 살리나(Monallanthus salina), 엠. 미누툼(M. minutum), 난노클로리스 종(Nannochloris sp .), 난노클로롭시스 종(Nannochloropsis sp .), 네오클로리스 올레오아분단스(Neochloris oleoabundans), 니츠키아 종(Nitzschia sp .), 파에오닥틸룸 트리코르누툼(Phaeodactylum tricornutum), 시조키트리움 종(Schizochytrium sp .), 세네데스무스 오블리쿠우스(Senedesmus obliquus), 및 테트라셀미스 수에이카(Tetraselmis sueica)뿐만 아니라 스피로기라(Spirogyra), 클라도포라(Cladophora), 바우케리아(Vaucheria), 피토포라(Pithophora) 및 엔테로모르파 게네라(Enteromorpha genera) 중 임의의 것이 속하는 해조류를 포함한다.

본원에 사용된 용어 "진균류"는, 비제한적 예로서, 복수의 유기체, 예컨대 사상균, 흰곰팡이 및 녹을 포함하고 페니실륨(Penicillium), 아스퍼길러스(Aspergillus), 아크레모늄(Acremonium), 클라도스포륨(Cladosporium), 푸사륨(Fusarium), 무코르(Mucor), 네로스포라(Nerospora), 리조푸스(Rhizopus), 트리코피톤(Tricophyton), 보트료티니아(Botryotinia), 피토프토라(Phytophthora), 오피오스토마(Ophiostoma), 마그나포르테(Magnaporthe), 스타키보트리스(Stachybotrys) 및 우레디날리스 게네라(Uredinalis genera)에서의 종을 포함한다.

본원에 사용된 용어 "섬유"는 직물 및 방적사뿐만 아니라 방직 제조에 사용될 수 있는 필라멘트성 물질을 말한다. 하나 이상의 섬유는 섬유 또는 방적사를 제조하는 데 사용될 수 있다. 섬유는, 비제한적 예로서, 재료, 예컨대 셀룰로스, 동물 유래 섬유(예, 알파카, 앙고라, 모직 및 비큐나), 헤미셀룰로즈, 리그닌, 폴리에스테르, 폴리아미드, 레이온, 모드아크릴섬유, 아라미드, 폴리아세테이트, 폴리크산테이트, 아크릴섬유 및 아크릴로니트릴, 폴리비닐 및 작용화된 유도체, 폴리비닐리덴, PTFE, 라텍스, 폴리스티렌-부타디엔, 폴리에틸렌, 폴리아세틸렌, 폴리카르보네이트, 폴리에테르 및 유도체, 폴리우레탄-폴리우레아 공중합체, 폴리벤즈이미다졸, 실크, 리오셀, 탄소 섬유, 폴리페닐렌 설피드, 폴리프로필렌, 폴리락티드, 폴리글리콜리드, 셀로판, 폴리카프로락톤, "M5" (폴리{디이미다조 피리디닐렌 (디히드록시) 페닐렌}), 멜라민-포름알데히드, 플라스타치, PPO(예, Zylon®), 폴리올레핀, 및 폴리우레탄을 포함한다.

용어 "방직 제품"은 의류, 섬유, 카펫, 어패럴, 가구 커버, 드레이프, 덮개, 침구, 자동차 시트 커버, 그물 어구, 로프, 섬유 포함 물품(예, 천연 섬유, 합성 섬유 및 이의 조합), 방적사 포함 물품(예, 천연 섬유, 합성 섬유 및 이의 조합) 등을 포함할 수 있다.

논의:

본원에 예시되고 광범위하게 기술된 바와 같이, 본 발명의 목적(들)에 따르면, 본 발명의 구체예는, 일 측면에 있어서, 중합체 조성물, 중합체 조성물의 제조 방법, 구조물의 표면에 공유 결합되는 중합체 조성물을 갖는 구조물, 구조물의 표면에 중합체를 결합시키는 방법, 구조물 상에 형성되는 미생물의 양을 감소시키는 방법 등에 관한 것이다. 구체예에서, 중합체 조성물 (또는 표면 상에 배치된 중합체)은 항균 특성(예, 표면 상에서 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상, 95% 이상, 또는 99% 이상의 미생물(예, 박테리아)이 사멸되고/되거나 표면 상에 배치된 중합체 조성물이 없는 표면과 비교하였을 때 표면 상에 형성되거나 성장한 미생물의 양이 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상, 95% 이상, 또는 99% 이상 감소함)을 갖는다. 추가적인 상세한 사항은 하기 실시예 1에 기술된다.

구조물은 미생물에 노출되고/되거나 미생물이 성장할 수 있는 것, 비제한적 예로서, 직물, 조리 카운터, 식품 가공 시설, 주방 용구, 식품 패키징, 수영장, 금속, 약물 바이알, 의료 기구, 의료 임플란트, 방적사, 섬유, 글로브, 가구, 플라스틱 기구, 장난감, 기저귀, 가죽, 타일, 및 바닥재 등을 포함할 수 있다. 구조물은 또한 생존 생물학적 구조물 (또는 생존 생물학적 구조물의 표면), 예컨대 농업 용도의 종자, 나뭇 가지, 및 나무 줄기, 뿐만 아니라 톱니를 포함할 수 있다. 구체예에서, 구조물은 이 구조물의 표면 상에 C-H 기를 근본적으로 포함하여 하기 기술되는 중합체와 상호작용한다. 구체예에서, 구조물은 표면 상에 C-H 기를 포함하는 구조물에 배치된 작용화된 층을 포함하여 중합체와 상호작용한다. 구체예에서, 구조물은 구조물의 표면 상에 C-H 기를 근본적으로 포함하는 표면을 포함할 수 있고 또한 C-H 기를 포함하는 구조물에 배치된 작용화된 층을 포함하는 표면을 포함할 수 있다. 구체예에서, 작용화된 층은 약 2 나노미터(nm)∼1 마이크로미터(㎛) 또는 약 25 nm∼120 nm의 두께를 가질 수 있다.

구체예에서, 구조물은 방직 제품, 섬유, 필터 또는 여과 유닛(예, 대기 및 물을 위한 HEPA), 패키징재(예, 식품, 육류, 가금류 등의 식품 패키징재), 플라스틱 구조물(예, 중합체 또는 중합체 배합물로 제조된 것), 구조물의 표면 상에 작용화된 층(예, C-H 기 포함)을 갖는 유리 또는 유리형 구조물, 금속, 금속 합금, 또는 구조물의 표면 상에 작용화된 층(예, C-H 기 포함)을 갖는 금속 산화물 구조물, 구조물의 표면 상에 작용화된 층(예, C-H 기 포함)을 갖는 구조물(예, 타일, 스톤, 세라믹, 대리석, 화강암 등), 및 이의 조합을 포함할 수 있다. 구체예에서, 구조물은 어업에 사용되는 구조물을 포함하고 이는 그물 어구, 어구 및 낚시 도구, 물고기, 게 또는 랍스터 케이지 등을 포함한다.

구체예에서, 중합체는 중합체와 C-H 기를 갖는 표면 또는 C-H 기를 갖는 표면 상의 층 사이에 C-C 결합을 형성시키는 UV 광(예, 약 340∼370 nm)과 중합체의 상호작용을 통해 공유 결합된다. 다시 말하면, 중합체는 광화학적 공정을 통해 표면 또는 상기 표면 상의 층에 결합될 수 있어서 결합이 용이하며 저렴하게 실현된다. 일단 공유 결합이 형성되면, 중합체 층은 표면에 강하게 결합되고 매우 혹독한 조건, 예컨대 초음파처리 및 장기간의 세척 단계뿐만 아니라 혹독한 환경 조건에의 노출(예, 가열, 냉각, 수분, 호수, 강 및 바다의 조건) 등에서도 견딜 수 있다.

구체예에서, 중합체(또한, "중합체 조성물"로도 언급됨)는 소수성 측쇄 부분 및 광 가교결합성 부분으로 4차화된 선형 또는 분지형 폴리에틸렌이민 중합체를 포함한다. 구체예에서, 소수성 측쇄 부분과 광 가교결합성 부분의 몰비는 약 99:1 내지 10:90일 수 있다. 구체예에서, 폴리에틸렌이민 중합체는 2차 아민을 포함할 수 있는 선형 폴리에틸렌이민 중합체이다. 구체예에서, 폴리에틸렌이민 중합체는 1차, 2차 및/또는 3차 아미노 기를 포함할 수 있는 분지형 폴리에틸렌이민 중합체이다.

구체예에서, 중합체는 다음의 구조를 가질 수 있다(반응식 1):

반응식 1

상기 구조는 예시적이며, 비제한적인 목적을 갖는다. 중합체의 구조는 다른 분지 패턴을 취할 수 있거나, 또는 광화학적 반응을 통하여 표면에 결합을 위한 단일 또는 복수의 위치를 포함한다. 하기 반응식 2∼3은 중합체의 형성 및 표면에의 결합을 예시한다. 하기 반응식 4는 중합체가 표면에 결합하는 방법을 기술한다.

구체예에서, 4차 아민 중합체 상의 반대 음이온은 상이한 음이온, 예컨대 클로라이드, 브로마이드, 요오다이드, 알킬 설페이트 음이온(예, 메틸 설페이트, 에틸 설페이트, 도데실설페이트), 테트라플루오로보레이트 및 토실레이트를 포함할 수 있다.

구체예에서, 소수성 측쇄 부분 및 광 가교결합성 부분으로 4차화된 선형 또는 분지형 폴리에틸렌이민 중합체를 포함한 중합체 조성물은 또다른 2차 중합체와 배합되어 중합체 또는 중합체계 품목을 제조하는 데 직접 사용될 수 있는 중합체 배합물 또는 표면 처리물로서 형성되며, 여기서 (i) 2차 중합체는 임의의 열경화성 또는 열가소성 중합체, 마감 물질, 예컨대 수지 또는 접착제, 또는 본원에 인용된 다른 중합체일 수 있거나 (ii) (i)의 2차 중합체는 선택적으로 착색되는 안료를 포함할 수 있다.

구체예에서, 중합체는 약 20 킬로달톤∼5000 킬로달톤의 분자량을 가질 수 있다. 구체예에서, 중합체는 약 50 킬로달톤∼1000 킬로달톤의 분자량을 가질 수 있다. 구체예에서, 중합체는 약 50 킬로달톤∼500 킬로달톤의 분자량을 가질 수 있다. 구체예에서, 중합체는 약 50 킬로달톤∼250 킬로달톤의 분자량을 가질 수 있다. 구체예에서, 중합체는 약 50 킬로달톤∼150 킬로달톤의 분자량을 가질 수 있다. 구체예에서, 중합체는 약 100 킬로달톤∼150 킬로달톤의 분자량을 가질 수 있다.

구체예에서, 소수성 측쇄 부분은 중합체에 적어도 소수성 특징을 제공하는 작용을 한다. 구체예에서, 소수성 측쇄는 탄화수소 쇄, 예를 들어 옥탄 또는 이의 유도체(예, 2-에틸헥산, 3-(메틸)헵탄, 6-메틸헵탄, 2-메틸헵탄), 데칸 또는 이의 유도체(예, 3,7-디메틸 옥탄, 7-메틸 노난), 도데칸 또는 이의 유도체(예, 4,8-디메틸 데칸, 2-메틸 운데칸, 3-메틸 운데칸, 9-메틸 운데칸, 10-메틸 운데칸), 트리데칸 또는 이의 유도체(예, 2-메틸 도데칸, 3-메틸 도데칸, 6-메틸 도데칸, 7-메틸 도데칸, 8-메틸 도데칸, 9-메틸 도데칸, 10-메틸 도데칸, 11-메틸 도데칸,), 펜타데칸 또는 이의 유도체(예, 3,7,11-트리메틸 도데칸,13-메틸 테트라데칸), 헥사데칸 또는 이의 유도체(예, 7-(메틸) 펜타데칸, 7-(3-프로필) 트리데칸), 헵타데칸 또는 이의 유도체(예, 11-메틸 헥사데칸, 14-메틸 헥사데칸, 2-메틸 헥사데칸), 옥타데칸 또는 이의 유도체(예, 11-메틸 헵타데칸), 노나데칸 또는 이의 유도체(예, 14-메틸 옥타데칸) 에이코산 또는 이의 유도체(예, 3,7,11,15-테트라메틸 헥사데칸, 9-(3-프로필) 헵타데칸), 헨에이코산 또는 이의 유도체(예, 20-메틸헨에이코산), 도코산 또는 이의 유도체(예, 20-메틸 헨에이코산), 테트라콘산(예, 11-메틸 트리코산), 및 이의 조합물을 포함할 수 있고, 여기서 조합물은 둘 이상의 상이한 소수성 측부 전하를 포함하는 중합체를 포함할 수 있다. 구체예에서, 탄화수소 쇄 중 하나 이상은 치환될 수 있다. 구체예에서, 암모늄 기에 대한 알파 위치에서의 하나 이상의 C-H 결합은 F, Cl 및 Br로 이루어진 군에서 선택된 전기음전성 기로 치환될 수 있다. 소수성 측쇄 부분의 예는 실시예 1에 기술된다.

구체예에서, 광 가교결합성 부분은 C-H 기를 갖는 구조물의 표면 또는 상기 표면 상의 층과 공유 결합되어 적어도 광화학적 변화가 진행되도록 작용한다. 구체예에서, 중합체 조성물은 중합체와 C-H 기를 갖는 표면 또는 상기 표면 상의 층 사이에 C-C 결합을 형성시키는 UV 광(예, 약 250 nm∼500 nm 또는 약 340∼370 nm)과 중합체의 상호작용을 통해 공유 결합된다. UV 광은 UV 광원, 예컨대 당업계에 공지된 것으로부터 발생될 수 있다.

구체예에서, 광 가교결합성 부분은 아릴 케톤(약 340∼400 nm), 아릴 아지드 기(약 250∼450 nm 또는 약 350∼375 nm), 디아지린 기(약 340∼375 nm)를 포함할 수 있고, 중합체는 이러한 기의 조합을 포함할 수 있다. 구체예에서, 아릴 케톤 기는 벤조페논(약 340∼380 nm), 아세토페논(약 340∼400 nm), 나프틸메틸케톤(약 320∼380 nm), 디나프틸케톤(약 310∼380 nm), 디나프틸케톤 유도체(약 320∼420 nm), 또는 이들 각각의 유도체를 포함할 수 있다. 구체예에서, 광 가교결합성 부분은 벤조페논 기이다. 구체예에서, 아릴 아지드 기는 페닐 아지드, 알킬 치환된 페닐 아지드, 할로겐 치환된 페닐 아지드, 또는 이들 각각의 유도체를 포함할 수 있다. 구체예에서, 디아지린 기는 3,3 디알킬 디아지린(예, 3,3 디메틸 디아지린, 3,3 디에틸 디아지린), 3,3 디아릴 디아지린(예, 3,3 디페닐 디아지린), 3-알킬 3-아릴 디아지린(예, 3-메틸-3-페닐 디아지린), 또는 이들 각각의 유도체를 포함할 수 있다.

상기 언급된 바와 같이, 중합체는 표면 상에 배치되어 구조물의 표면에 (광화학적 공정을 통해) 공유 결합되는 중합체를 포함하는 구조물을 생성할 수 있다. 구체예에서, 구조물의 표면 상에 중합체를 배치하는 방법은 분무, 침지, 스핀 코팅, 드롭 캐스팅 등과 같은 방법을 사용하여 표면 상에 중합체를 배치하는 것을 포함한다. 구체예에서, 구조물의 표면은 UV 광에 노광시 중합체와 상호작용(예, C-C 결합을 형성)을 할 수 있는 C-H 기를 갖는다. 구체예에서, 구조물은 구조물의 표면 상에 배치되는 층(또한, "작용화된 층"으로도 언급됨)(예, 얇은 필름 또는 자가 조립 층)을 갖는다. 작용화된 층은 UV 광에 노광시 중합체와 상호작용(C-C 결합을 형성)할 수 있는 C-H 결합을 포함한다. 추가의 상세한 사항은 하기 실시예 1에 기술된다. 구조물은 수많은 상이한 방식, 예컨대 UV 광원에의 직접 노광, 분무 코팅 공정 중에 UV 광에의 노광, 딥 코팅 공정 중에 UV 광에의 노광, 스핀 코팅 공정 중에 UV 광에의 노광, 딥 패딩 중에 UV 광에의 노광, 닙 패딩 중에 UV 광에의 노광, 키스 롤링 중에 UV 광에의 노광, 및 드롭 캐스팅 공정 중에 UV 광에의 노광으로 UV 광에 노광될 수 있다.

중합체의 적용이 표면 상에 배치되는 동안 또는 일단 중합체가 표면 상에 배치된다면, UV 광은 표면 상의 중합체에 작용된다. 상기 기술된 바와 같이, UV 광은 중합체와 표면 사이에 광화학적 반응이 발생하도록 작용하여 중합체와 표면 사이의 하나 이상의 공유 결합(C-C 결합)을 형성한다.

UV 광의 파장은 광 가교결합성 부분을 기초로 선택될 수 있다. 일반적으로, UV 광은 활성되어 약 250∼500 nm, 약 340∼400 nm, 또는 약 360∼370 nm에서 C-C 결합을 형성할 수 있다. 특정 광 가교결합성 부분에 사용될 수 있는 특정 파장(들)이 본원에 기술된다. 구체예에서, UV 광은 활성되어 약 340∼370 nm의 파장에서 C-C 결합을 형성할 수 있다. 구체예에서, UV 광은 활성되어 약 365 nm의 파장에서 C-C 결합을 형성할 수 있다.

중합체가 표면에 공유 결합된 후, 구조물은 구조물의 표면 상에서 미생물(예, 박테리아)의 실질적인 부위를 사멸시킬 수 있고/있거나 구조물의 표면 상에서 미생물의 성장을 억제하거나 실질적으로 억제하는 항균 특성을 갖는다. 용어 "실질적인 부위를 사멸시키는"은 중합체가 공유 결합되는 표면 상에서 약 70% 이상, 약 80% 이상, 약 90% 이상, 약 95% 이상, 또는 약 99% 이상의 미생물(예, 박테리아)을 사멸시키는 것을 포함한다. 용어 "성장을 실질적으로 억제하는"은 표면 상에 배치된 중합체를 갖지 않는 구조물과 비교하였을 때 중합체가 공유 결합되는 표면 상에서 약 70% 이상, 약 80% 이상, 약 90% 이상, 약 95% 이상, 또는 약 99% 이상의 미생물에 의해 미생물(예, 박테리아)의 성장이 감소되는 것을 포함한다.

일단 구조물이 전체 표면 또는 표면 중 선택된 부위 상에 배치되는 중합체 층을 가지면, 이 구조물은 구조물이 사용되는 환경에 노출될 수 있다. 구체예에서, 구조물은 바다, 강, 개울, 수집 연못 또는 호수에 사용된다. 구조물은 물에 경시적으로 도입될 수 있고 구조물은 중합체 층을 갖지 않는 구조물에 비해 구조물 상에 배치된 미생물의 양이 더 적어야 한다. 주기적으로, 구조물은 중합체 물질에 다시 노출시켜 이전의 중합체 층이 일반적인 마모로 인해 제거되지 않도록 보장될 수 있다.

실험 물질

천연 산화물 및 유리 슬라이드(VWR)(3.8 × 2.5 cm 조각으로 절단)를 갖는 실리콘 웨이퍼(UniversityWafer.com)를 기재로서 사용하였다. 폴리(2-에틸-2-옥사졸린)(Aldrich), tert-아밀알콜(Aldrich), 1-브로모도데칸(Alfa Aesar), 요오도메탄(Alfa Aesar), 4-히드록시벤조페논(Alfa Aesar), 1,6 디브로모헥산(Alfa Aesar)을 수령한 대로 사용하였다.

기구 방법

Multimode Nanoscope IIIa(디지털 인스트루먼트/베코 메트롤로지 그룹)를 사용하여 AFM 실험을 수행하였다. 텝핑 모드를 사용하여 모든 측정을 수행하였다. 광원으로서 632.8 nm He-Ne 레이저빔을 사용하여 Multiskop(Optrel GbR) 상에서 널 타원편광분석(Null ellipsometry)을 수행하였다. δ값 및 ψ값의 두께 데이타 모두를 측정하고 통합 전문 소프트웨어로 계산하였다. 매 레이어마다 3회 이상의 치수를 취하였고, 평균 두께를 계산하였다.

합성

선형 폴리에틸렌이민( PEI ): 문헌 절차(PNAS, 2005, 102, 5679)에 따라 탈아실화 반응을 수행하였다. 3 g의 폴리(2-에틸-2-옥사졸린, M_w 50 kDa)(POEZ)을 120 ㎖의 24%(중량/부피) HCl에 첨가한 후, 96시간 동안 환류하였다. POEZ 결정을 1시간에 완전히 용해시키지만, 밤새 환류 후에는, 백색 침전물이 나타났다. 침전물을 여과하고 이어서 공기 건조하였다. 생성된 양성자화 PEI를 수중에 용해시키고 수성 KOH로 중화시켜 중합체를 침전시켰다. 백색 분말을 여과 단리시키고, 세척된 액체의 pH가 중성이 될때까지 증류수로 세척하고, 진공 하에 건조하였다. 수율: 1.15 g(88%). ¹H NMR (CDCl₃): δ, 2.72 (s, 4H, NCH₂CH₂N), 1.71 (1H, NH).

선형 N,N- 도데실 메틸 PEI: 문헌 절차(PNAS, 2006, 103, 17667)에 따라 선형의 4차화된 PEI를 합성하였다. 1 g(23.5 mmol의 단량체 단위)의 PEI를 12 ㎖의 tert-아밀 알콜 중에 용해시킨 후, 3.85 g(28.5 mmol)의 K₂CO₃ 및 16.5 ㎖(67 mmol)의 1-브로모도데칸을 첨가하고, 반응 혼합물을 95℃에서 96시간 동안 교반하였다. 감압 하에 여과로 고형물을 제거한 후, 2.8 ㎖의 요오도메탄을 첨가한 후, 60℃에서 24시간 동안 밀봉 플럭스에서 교반하였다. 생성된 용액을 과량의 에틸아세테이트에 첨가하고; 형성된 침전물을 감압 하에 여과로 회수하고, 과량의 에틸아세테이트로 세척하고 실온에서 진공 하에 밤새 건조하였다. 수율: 3.2 g.

4-[(6- 브로모헥실 ) 옥시 ] 벤조페논: 4-히드록시 벤조페논(5.94 g, 30 mmol), 1,6 디브로모헥산(8.05 g, 33 mmol), 탄산칼륨(5.95 g, 45 mmol) 및 DMF(60 ㎖)를 실온에서 16시간 동안 불활성 기압 하에 교반하였다. 반응 혼합물을 얼음물(300 ㎖)에 투입하고 에테르(100 ㎖)로 추출하였다. 유기층을 수집하고 용매를 회전식 증발기로 제거하였다. 10:1 헥산 에틸아세테이트 혼합물을 사용하여 실리카겔 컬럼 상에서 미정제 생성물을 정제하였다. 수율: 8.2 g(76 %). ¹H NMR(CDCl₃): δ, 7.81 (d, 2H, J = 8.4 Hz), 7.75 (d, 2H, J = 7.8 Hz), 7.54 (t, 1H, 7.5 Hz), 7.47 ( t, 2H, J = 6.9 Hz), 6.93 (d, 2H, J = 9.0 Hz), 4.06 (t, 2H, J = 6.3 Hz), 3.43 (t, 2H, 6.6 Hz), 1.86 (m, 4H), 1.50 (m, 4H). ¹³C NMR (CDCl₃): δ, 25.47, 28.10, 29.11, 32.86, 33.95, 68.2, 114.2, 128.37, 129.92, 129.94, 132.06, 132.78, 138.55, 162.9, 195.7.

1,6- 비스 (4- 벤조일페녹시 ) 헥산: 4-히드록시 벤조페논(5.94 g, 30 mmol), 1,6 디브로모헥산(3.66 g, 15 mmol), 수산화나트륨(1.8 g, 45 mmol) 및 DMF(30 ㎖)을 6시간 동안 불활성 기압 하에 환류시켰다. 반응 혼합물을 실온에서 냉각시키고, 얼음물(300 ㎖)에 투입하고 에테르(100 ㎖)로 추출하였다. 유기층을 수집하고 용매를 회전식 증발기로 제거하였다. 10:1 헥산 에틸아세테이트 혼합물을 사용하여 실리카겔 컬럼 상에서 미정제 생성물을 정제하였다. 최종적으로, 화합물을 DCM/헥산 용매 혼합물로부터 결정화하였다. 수율: 5.1 g(71 %). ¹H NMR (CDCl₃): δ, 7.82 (d, 4H, J = 7.7 Hz), 7.75 (d, 4H, J = 7.5 Hz), 7.56 (t, 2H, 7.2 Hz), 7.47 ( t, 4H, J = 7.2 Hz), 6.95 (d, 4H, J = 9.0 Hz), 4.06 (m, 4H), 1.87 (br, 4H), 1.55 (br, 4H). ¹³C NMR (CDCl₃): δ, 26.06, 29.28, 43.52, 114.19, 114.22, 128.38, 129.90, 129.92, 132.06, 132.78, 138.72, 162.97.

N,N- 도데실 메틸 및 N,N-[(6- 헥실 ) 옥시 ] 벤조페논 메틸 PEI 의 선형 공중합체: 0.5 g(12 mmol의 단량체 단위)의 PEI를 6 ㎖의 tert-아밀 알콜 중에 용해시킨 후, 2.1 g(15 mmol)의 K₂CO₃, 1.97 g(8 mmol)의 1-브로모도데칸 및 1.44 g의 4-[(6-브로모헥실) 옥시] 벤조페논을 첨가하고 그 반응 혼합물을 95℃에서 96시간 동안 교반하였다. 감압 하에 여과로 고형물을 제거한 후, 1.5 ㎖의 요오도메탄을 첨가한 후, 밀봉 플럭스에서 24시간 동안 60℃에서 교반하였다. 용액을 회전식 증발기 하에 건조시켰다. 황색 고형물을 최소 부피의 디클로로메탄 중에 용해시키고 이어서 과량의 헥산을 첨가하여 중합체를 침전시켰다. 연황색 고형물을 여과하고 실온에서 진공 하에 밤새 건조하였다. 수율: 2.3 g(46 %). ¹H NMR (CDCl₃): δ, 7.76 (bs, 4H); 7.56 (bs, 1H), 7.45 (bs, 2H); 6.98 (bs, 2H); 4.91 - 3.26 (m, 21H); 1.82 (bs, 6H); 1.65 (bs, 16H); 1.23 (bs, 34H), 0.66(bs, 6H).

유리 기재 상에서 자가 조립된 단층( SAM )의 제조: 유리 슬라이드를 직사각형으로 절단하였다. 10분 동안 각각 Fisherbrand 초음파처리 소프, 18.2 MΩ 탈이온수, 이소프로판올, 및 아세톤으로 기재를 초음파처리하고 최종적으로 오븐에서 1시간 동안 건조하였다. 세정 후, 진공 데시케이터에서 기재를 현탁하고 바닥부에서 유리 기재 상에 2 방울의 실란을 배치시킴으로써 증기상으로부터 7-옥테닐 트리클로로실란의 자가 조립된 단층을 형성하였다. 진공 플럭스 내에서 20분 동안 정압(100 밀리토르)에서 기재를 유지시켰다. 질소에 의한 배출 후, 아세톤으로 기재를 초음파처리하고 공기 중에서 건조시켰다.

PEI 중합체 결합된 표면(2a): 15 mg의 4차화된 PEI 중합체 및 10 mg의 디벤조페논을 1 ㎖의 클로로포름 용매 중에 용해시켰다. 0.25 ㎛ 필터를 통해 용액을 여과시켰다. 1000 rpm에서 0.5 ㎖의 용액으로 스핀 코팅함으로써 작용화된 유리 기재 상에 중합체 필름을 현상하였다. 유리 기재를 15분 동안 UV 광(360 nm, 180 mW/cm²)으로 조사하여 가교결합제로서 벤조페논을 갖는 유리 표면 상에 중합체를 공유 결합시켰다. 1분 동안 아세톤으로 기재를 초음파처리하고 공기 중에 건조시켰다.

PEI 중합체 결합된 표면(2b): 15 mg의 4차화된 중합체(2b)를 1 ㎖의 클로로포름 용매 중에 용해시켰다. 0.25 ㎛ 필터를 통해 용액을 여과시켰다. 1000 rpm에서 0.5 ㎖의 용액으로 스핀 코팅함으로써 작용화된 유리 기재 상에 중합체 필름을 현상하였다. 유리 기재를 15분 동안 UV 광(360 nm, 180 mW/cm²)으로 조사하여 가교결합제로서 벤조페논을 갖는 유리 표면 상에 중합체를 공유 결합시켰다. 1분 동안 아세톤으로 기재를 초음파처리하고 공기 중에 건조시켰다.

반응식 2

반응식 3

반응식 4

항균 테스트 방법:

Trypticase Soy Broth(TSB)(10 ㎖)를 하나의 루프풀(loopful)의 스타필로코쿠스 아우레우스 배양물로 접종하고 37℃에서 45 선형 스트로크/분(TSB는 리터 당 17 g의 카제인 펩톤, 3 g의 콩 펩톤, 2.5 g의 D-(+) 글루코스, 5 g의 NaCl 및 2.5 g의 디포타슘 히드로겐 포스페이트를 함유함)으로 물 진탕 배쓰 내에서 밤새 항온 처리하였다. 밤새 100 ㎕의 스타필로코쿠스 아우레우스 배양물을 다시 10 ㎖의 TSB로 접종하고 4시간 동안 상기 언급된 조건에서 진탕 배쓰 내에서 항온 처리하였다. 새롭게 제조된 4시간 세균 배양물로부터 1 ㎖를 1.5 ㎖ 원심분리 튜브로 옮겼다. 튜브를 5000 rpm에서 1분 동안 21℃로 원심분리하였다. (원심분리기 = accuSpin Micro 17R, Fisher Scientific, 튜브 = Micro Centrifuge Tube, VWR International). 상청액 용액을 버리고 새로운 1 ㎖의 멸균수를 침전된 세균 튜브에 첨가하였다. 보텍스 믹서를 사용하여 용액 중에 세균을 재현탁하였다(보텍스 믹서 = Vortex Genie 2). 이렇게 재현탁된 용액을 9 ㎖의 멸균수로 옮겼다. 재현탁된 용액을 10배 희석시켜 ∼3.4 × 10⁶ 콜로니 형성 단위/㎖(CFU/㎖)를 얻었다. 대략 5 ㎖의 이러한 희석 용액을 TLC 분무기 병으로 옮겼다. TLC 분무기 병을 EFD (1500XL) 공압식 분배 조절기에 연결하였다. 중합체 코팅된 기재를 제어된 방식으로 TLC 분무기로부터 1초 동안 30∼40 psi 압력에서 균일하게 분무하였다. 분무기와 유리 슬라이드의 거리는 대략 1∼1 ½ ft였다. 분무된 샘플을 대략 2분 동안 공기 건조시키고 Difco™ Trypticase Soy Agar(TSA) 플레이트(TSA는 리터 당 15.0 g의 카제인 췌장 분해물, 5.0 g의 콩 곡물 효소 분해물, 5.0 g의 염화나트륨, 및 15.0 g의 한천을 함유함) 상에 샘플의 분무된 표면을 신중하게 부착하였다. TSA 플레이트를 24시간 동안 37℃에서 항온 처리하였다. 최종적으로 슬라이드 상에 성장한 콜로니 수를 관찰하였다.

Launder -o- meter 테스트 :

대략 1 in²의 순 샘플(net sample)을 테스트에 사용하였다. 순 샘플을 아세톤 중에 용해된 15 mg/㎖의 중합체 2b로 코팅하였다. 용해된 중합체 용액을 분무 코팅을 통해 도포하고 순 샘플의 양면 상에 중합체 용액 침지된 스펀지를 두드렸다. 비코팅된 샘플을 대조군으로 사용하였다. 코팅된 샘플에 대해 3회 반복을 실시하였다. 각 샘플을 50 강철 볼(직경 6 mm)과 함께 150 ㎖의 35 gpl(g/ℓ) 식염수 용액(NaCl)으로 처리하였다. 49℃에서 45분 동안 Atlas Launder-o-meter(AATCC 표준 기기) 상의 폐쇄된 스테인레스 강철 통(500 ㎖, 75 ×125 mm) 내에서 처리하였다. 샘플을 물로 씻어내고 항균 효능에 대해 테스트하였다.

결론 및 논의

벤조페논 부분의 결합을 포함하고(2b) 포함하지 않은(2a) 두개의 4차 아민 중합체(2a 및 2b)를 합성하였다(도 1). 문헌 절차(Proceedings of the National Academy of Science 2006, 103, 17667-17671(참고인용됨))에 따라 중합체 2a를 합성하였다. PEI 중합체와 4-[(6-브로모헥실) 옥시] 벤조페논 및 1-브로모도데칸을 반응시킴으로써 또다른 중합체 2b를 제조하였다. 공중합체 조성물을 NMR 분광기로 확인하였고, 이는 중합체 조성물이 단량체 공급 비율과 대응된다는 것을 밝혀냈다. 중합체 2a는 할로겐화된 용매 중에 용해성을 갖지만 알콜 중에는 불용성을 갖는 반면, 중합체 2b는 할로겐화된 용매 중에 용해성을 갖고 알콜 중에는 미용성을 갖는다. 중합체 2b는 또한 아세톤 중에 쉽게 용해성을 갖는다. 본 발명자들의 전략은 가교결합제로서 벤조페논(BP) 부분을 사용하여 표면 상에 중합체 물질을 광화학적으로 결합시키는 것이다. 벤조페논은 가교결합을 위한 이상적인 후보인데 그 이유는 펜조페논이 (1) 임의의 유기 표면 또는 C-H 결합을 갖는 유기 분자로 작용화된 표면에 유용하고; (2) 매우 약한 UV 광(∼345 ∼ 360 nm)을 사용하여 활성화시켜, 더 짧은 파장의 노광에 의해 중합체 및 기재에 산화 손상을 피할 수 있으며; (3) 벤조페논이 다른 유기 가교결합제보다 화학적으로 더욱 안정하고 광범위한 범위의 상이한 화학적 환경에서 우선적으로 C-H 결합과 반응하기 때문이다. UV 광에 의해 촉발된 벤조페논은 n-π^* 전이를 가지며, 그 결과 2가 라디칼 삼중항 여기 상태를 형성한 후 인접한 지방족 C-H 기로부터 수소 원자를 추출하여 새로운 C-C 결합을 형성하게 된다.

이러한 기전이 임의 유형의 중합체 표면을 코팅하는 능력을 제공하면서, 본 발명자들은 유리 표면 및 실리콘 웨이퍼를 사용하여 표면 분석적 정량의 용이성으로 인해 예비 살생물성 실험을 실시하였다. 이러한 기재는 본 발명자들이 코팅 두께를 측정하고 UV 광에 의한 조사시 표면 형태의 변화를 관찰할 수 있도록 하였다. 기재를 유기 실란의 자가 조립 단층으로 코팅하여 플라스틱 작용화를 모방하는 반응성 C-H 기를 제공하면서, 두께의 정확한 측정을 위해 매우 낮은 조도를 유지하였다. 공유 결합된 중합체 표면의 제조는 반응식 3 및 4에 제시된다. 두 경우 모두, 유리 또는 규소 표면을 옥틸트리클로로실란으로 작용화시켜 표면 상에 C-H 기를 발생시켰다. 이는 임의의 트리클로로-, 트리메톡시-, 또는 트리에톡시- 알킬실란 유도체에 의해 실시될 수 있다. 이러한 개질된 표면에 스핀 코터를 사용하여 디벤조페논을 갖는 중합체 2a(반응식 3) 또는 중합체 2b의 얇은 층을 도포하였다. 이는 평활한 코팅 및 균일한 필름 두께를 보장하기 위한 것이었다. 마지막 단계에서, UV 조사에 의해 벤조페논 기를 통해 가교결합시킴으로써 바람직한 공유 결합 필름을 발생시켰다. 비결합된 물질을 제거하기 위해, 필름을 아세톤으로 세척하거나 1분 동안 아세톤으로 초음파처리하였다. 초음파처리 전후에 중합체 필름 2b의 두께를 측정하고 각각 122 및 65 nm였다. 중합체가 C-H 결합을 갖는 임의의 유기 기재(예로는 면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 또는 기타 통상의 플라스틱이 있음)에 공유 결합된다는 점이 중요하다. 이러한 경우에, 공유 결합된 중합체 표면은 표면 상의 C-H 기의 존재로 인해 어떠한 작용화도 일어나는 일 없이 발생될 수 있다.

상이한 조사 시간에 따라 PEI 공중합체의 표면 결합의 동역학은 UV-vis 분광기에 의해 조사되었다. UV 광 조사 하에 2b를 갖는 중합체 필름의 흡수 스펙트럼에서의 변화가 도 1에 도시된다. BP 발광포에 초점을 맞추어, 350 nm에서 광자의 흡수는 비결합 sp²로부터 카르보닐 기의 반결합 π^*-오비탈로 한 전자의 촉진을 유도한다. 2가 라디칼 삼중항 상태에서, 전자-결핍 산소 n-오비탈은 친전자성이고 이에 따라 약한 C-H δ-결합과 상호작용함으로써, 그 결과 수소(H)를 추출하여 절반 충전된 n-오비탈을 완성시킨다. 광화학적 결합을 확인하기 위해, 본 발명자들은 UV 조사 시간에 따른 흡수 분광기를 조사하였다. 290 nm에서 벤조페논의 π-π^* 흡수는 조사 시간이 증가함에 따라 감소되고, 이는 상기 광화학적 반응을 통해 카르보닐 기가 분해된다는 것을 나타낸다.

원자력 현미경(AFM)은 초음파처리 전후에 중합체(2b) 필름의 표면 형태를 특성화시켜 표면으로부터 임의의 비공유 결합된 중합체를 제거하기 위해 사용되었다. 초음파처리 전, 중합체 필름은 매우 평활하였다. 초음파처리 전 필름의 대표적 형태는 도 2에 도시되며, 이는 0.48 nm의 RMS 조도를 갖는다. 이는 대략 작용화 전 유리 기재의 조도(0.39 nm)이다. 도 3은 초음파처리 후 필름의 AFM 이미지를 도시한다. 비록 표면의 기본 형태는 초음파처리 전후가 동일하지만, 조도(0.83 nm)는 표면으로부터 임의의 비공유 결합된 중합체의 제거로 인해 초음파처리에 의해 약간 증가하였다. 타원편광분석기로 측정된 두께값과 함께 AFM 치수는 중합체의 기재 표면에의 결합이 확인된다.

상이한 방직의 직포 및 부직포 직물 및 유리 기재에 대해 중합체 코팅된 표면의 박테리아 사멸 능력을 테스트하였다. 4차화된 아민 중합체의 밀도는 살생물성 활성에서 중요한 역할을 하였다(표 1). 본 발명자들은 두께 10∼65 nm로 다양한 코팅을 갖는 표면을 조사하였다. 고밀도의 중합체로 그라프트된 표면은 비교적 높은 살생물성 활성을 나타내었다. 중합체 층의 두께가 50 nm 초과인 경우, 실질적으로 모든 박테리아가 사멸되었다. 도 4는 박테리아와 항온처리된 대조군 및 중합체 작용화된 표면의 디지털 사진을 도시한다. 도 4a에서 확인되는 바와 같이, 표면 상에 박테리아 현탁물을 분무한 후 대조군 슬라이드 상에 에스. 아우레우스의 다수의 콜로니가 성장하였다. 반면, 중합체 작용화된 표면(도 4b) 상에는 콜로니가 발견되지 않았다.

4개 세트의 샘플을 테스트하였다: 1. 대조군 유리, 2. 5 mg/㎖의 중합체 농도를 갖는 스핀 코팅된 유리 슬라이드, 3. 10 mg/㎖ 중합체 농도를 갖는 스핀 코팅된 유리 슬라이드, 및 4. 15 mg/㎖ 농도를 갖는 스핀 코팅된 유리 슬라이드. 상이한 농도는 상이한 두께값을 제어할 수 있다. 공중합체(2b)를 유리 샘플 상에 스핀 코팅하고 180 mW/cm² 강도의 360 nm 광으로 UV를 조사한 후 1분 동안 초음파처리하였다. 코팅 샘플 및 대조군 샘플에 에스. 아우레우스 용액을 분무하였다. (TMTC: 너무 많아서 계수못함).

4개의 세트를 테스트하였다: 1. 대조군 면 샘플, 2. UV 조사하지 않은 중합체 스핀 코팅된 면 샘플, 3. UV 조사한 중합체 분무 코팅된 면 샘플, 및 4. UV 조사하고 아세톤 세척된 중합체 분무 코팅된 면 샘플. 테스트된 세균: 스타필로코쿠스 아우레우스(그람 양성 박테리아). 디지털 이미지는 도 5에 도시된다.

에스케리키아 콜라이(그람 음성 박테리아)로 2개의 세트를 테스트하였다: 1. 대조군 유리 슬라이드 및 2. 65 nm 두께의 중합체 2b를 갖는 유리 기재.

3개의 세트를 테스트하였다: 1. 대조군 폴리프로필렌 기재(Ten Cate Nicolon 토목섬유 물품), 2. 중합체 분무 코팅되고 UV 조사된 샘플 및 3. 중합체 스핀 코팅되고 UV 조사되었으며 아세톤 세척된 샘플. 테스트된 세균: 스타필로코쿠스. 아우레우스(그람 양성 박테리아). 디지털 사진은 도 6에 도시된다.

Launder-o-meter 테스트: launder-o-meter 테스트를 통해 코팅의 내구력을 분석하였다. 3개의 상이한 세트 기재를 사용하였는데, 즉 (1) 대조군으로서 PVC 코팅된 순 샘플, (2) 중합체 2b로 코팅되고 UV 조사된 PVC 코팅된 순 샘플 및(3) 중합체 2b로 코팅되고 UV 조사되었으며 상기 언급된 절차를 이용하여 세탁된 PVC 코팅된 순 샘플을 사용하였다. 세탁된 샘플은 대조군 샘플과 비교하여 세균 성장이 덜한 것으로 나타냈다. 샘플 상의 콜로니 수는 계수할 수 없었다. 디지털 사진은 도 7에 도시된다.

실시예 2

수성 환경에서의 테스트: 수경 재배 환경에서 계절적 변화를 유발하는 북부(칠레 해안) 및 남부(캐나다 해안) 반구 중에 도 7에 도시된 1 m²의 기재를 액침시킴으로써 폴리비닐클로라이드 기재 상의 중합체 코팅의 유효성을 테스트하였다. 기재를 테스트 30일 및 60일 후에 조사하였다. 중합체 2b로 코팅된 기재는 중합체 기재 상에서 박테리아 흡착 방지에 효과적이었다. 30일 후, 비코팅된 샘플은 박테리아, 해조류, 따개비류, 및 기타 해양 생물들로 완전하게 덮인 반면, 중합체 2b로 코팅된 기재에는 사멸된 박테리아의 얇은 막을 제외하고는 부착물이 없었다. 60일 후, 2b 코팅된 기재에는 사멸된 박테리아 표면 상의 생물성 부착으로 인해 박테리아가 흡착되었다. 박테리아 및 해조류의 이러한 코팅은 쉽게 닦아졌지만, 부착된 비코팅 기재는 수작업으로 세정하기가 매우 어려웠으며, 고압수 스트림에 의한 초과 압력 세척이 요구되었다.

덧붙여, 비율, 농도, 함량 및 기타 수치 데이타는 범위 형식으로 본원에 표시될 수 있다. 당업자라면 이러한 범위 형식은 편리하고 간단하게 사용되고, 이에 따라 유연한 방식으로 해석되어, 각 수치값 및 서브범위가 명백하게 개시된 것처럼 범위의 한정으로 명백하게 개시된 수치값 뿐만 아니라 범위 내에 포함된 모든 개별 수치값 또는 서브범위를 포함하여야 한다는 것을 이해하고 알 것이다. 예시하자면, "약 0.1%∼약 5%"의 농도 범위는 약 0.1 중량%∼약 5 중량%로 명백하게 개시된 농도뿐만 아니라, 개별 농도(예, 1%, 2%, 3% 및 4%) 및 제시된 범위 내의 서브범위(예, 0.5%, 1.1%, 2.2%, 3.3% 및 4.4%)도 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 용어 "약"은 ±1%, ±2%, ±3%, ±4%, ±5%, ±6%, ±7%, ±8%, ±9% 또는 ±10%를 포함할 수 있거나, 또는 더 많은 수치값(들)이 변형된다. 또한, 용어 "약 'x' 내지 'y'"는 "약 'x' 내지 약 'y'"를 포함한다.

수많은 변경예 및 변형예는 상기 기술된 구체예로 제조될 수 있다. 모든 그러한 변형예 및 변경예는 본 발명의 범위 내에 본원에 포함되며 하기 청구범위에 의해 보호되는 것으로 간주된다.

Claims

소수성 측쇄 부분 및 광 가교결합성 부분으로 4차화된 선형 또는 분지형 폴리에틸렌이민 중합체를 포함하며, 상기 소수성 측쇄는 헥산; 헵탄; 옥탄; 노난; 데칸; 운데칸; 도데칸; 트리데칸; 테트라데칸; 펜타데칸; 헥사데칸; 헵타데칸; 옥타데칸; 에이코산; 헨에이코산; 도코산; 트리코산; 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 중합체.
삭제
제1항에 있어서, 광 가교결합성 부분은 아릴 케톤, 아릴 아지드 기, 디아지린 기 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 중합체.
제3항에 있어서, 아릴 케톤은 아세토페논, 아세토페논 유도체, 벤조페논, 벤조페논 유도체, 나프틸메틸케톤, 디나프틸케톤, 디나프틸케톤 유도체 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 중합체.
제4항에 있어서, 광 가교결합성 부분은 벤조페논 기인 중합체.
제1항에 있어서, 폴리에틸렌이민 중합체는 선형 폴리에틸렌이민 중합체 또는 분지형 폴리에틸렌이민 중합체인 중합체.
제1항에 따른 중합체를 제공하는 단계;
상기 중합체를 C-H 기를 갖는 표면을 가진 구조물 상에 배치하는 단계; 및
상기 중합체를 UV 광에 노광하는 단계로서, 중합체와 UV 광의 상호작용으로 중합체가 표면에 공유 결합되는 단계
를 포함하는, 표면 상에 중합체를 배치하는 방법.
제7항에 있어서, UV 광은 200∼500 nm의 파장을 갖는 것인 방법.
제7항에 있어서, 표면은 중합체 표면, 표면 상에 C-H 기를 포함하는 층을 갖는 금속 표면 및 표면 상에 C-H 기를 포함하는 층을 갖는 유리 표면으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 방법.
삭제
제7항에 있어서, 중합체와 UV 광의 상호작용으로 중합체와 표면 또는 표면 상의 층 사이에 C-C 결합이 형성되는 것인 방법.
제1항에 따른 중합체가 공유 결합된 표면을 포함하고 항균 특성을 갖는 구조물.
제12항에 있어서, 항균 특성으로 미생물 성장이 억제되거나 또는 실질적으로 억제되거나, 표면의 항균 특성이 표면 상에서 90% 초과의 미생물을 사멸시키거나 또는 이의 조합을 특징으로 하는 것인 구조물.
제12항에 있어서, 직물, 방직 제품, 천연 섬유, 합성 섬유, 다공성 막, 플라스틱 구조물, 구조물의 표면 상에 C-H 기를 포함하는 층을 갖는 산화물 구조물, 구조물의 표면 상에 C-H 기를 포함하는 층을 갖는 금속 구조물, 구조물의 표면 상에 C-H 기를 포함하는 층을 갖는 유리 구조물 및 이의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 구조물.
제14항에 있어서, 상기 표면 상에 C-H 기를 포함하는 층은 2 나노미터(nm)∼1 마이크로미터(㎛)의 두께를 가질 수 있는 것인 구조물.
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