一种在基底表面构建多硼酸基团的抗菌涂层的合

本发明涉及抗菌材料领域，尤其涉及一种在基底表面构建多硼酸基团的抗菌涂层的合成方法。背景技术：1、微生物长期以来是人类健康和社会发展的威胁，每年都有不计其数的人和动植物因为细菌，病毒和真菌感染引发的传染病而死亡。基于天然或低分子量化合物制备的常规抗菌剂存在非常多的局限性，比如说容易产生耐药性、易挥发性以及灭杀细菌扩散而导致的环境污染和对人体的毒性。2、而硼酸通过与细菌的细胞壁结合，破坏细菌的结构和功能，导致细菌死亡。硼酸还可以抑制细菌的dna合成和蛋白质合成，阻止细菌进一步增殖。硼酸还具有抗病毒作用。它可以抑制病毒的复制过程，并且能够渗透病毒壳，破坏病毒核酸的结构，从而阻止病毒的复制和传播。硼酸对多种真菌也具有抑制作用。它可以干扰真菌的细胞膜和细胞壁的结构，破坏真菌的生长和增殖，从而达到抑制真菌的效果。3、生物医学领域对多功能杂化材料的迫切需求促使研究人员不断开发模块化、高效的新型合成策略。目前的策略集中在合理设计和合成具有系统变化的主要化学特征的聚合物材料。分子纳米颗粒被认为是一种具有精确定义的对称性和表面功能的致密刚性纳米结构块，包括富勒烯(c60)、多面体低聚硅氧烷(poss)、多金属氧酸盐和折叠蛋白质等。其中，poss是一类重要的有机-无机杂化材料，具有纳米级硅酸盐笼型核，每个角上有8个有机基团。形状持久的拓扑结构、固有的纳米尺度和不同的表面化学性质使这些纳米封闭组件成为构建许多具有可调层次结构和无与伦比性能的智能混合材料的理想刚性单元。4、此外层层自组装技术作为功能材料领域的一项新兴技术，经过多年不断地更新和发展逐渐成熟起来，已经广泛应用于光电器件、生物医药、分离膜及生物传感器等领域，并且在设计特殊功能性质的新型超薄膜以及应用上具有非常好的效果。5、本发明提供一种在基底表面构建多硼酸基团的抗菌涂层的合成方法，合成的多羟基poss和硼酸基poss是将八乙烯基poss和双羟基硫醇或硼酸基硫醇在溶剂中通过“巯基-烯”点击化学反应得到。通过层层自组织技术将制备得到的多羟基poss和硼酸基poss分别溶于第二溶剂，得到溶液a和溶液b；将基底浸入至溶液a中，然后将样品置入烘箱中，在60℃干燥10min；再将基底浸入至溶液a中，然后将样品置入烘箱中，在60℃干燥10min；重复前两步操作5～15次，得到一种多硼酸基团的抗菌涂层，多羟基和硼酸基产生协同作用使其抗菌效果显著。技术实现思路1、本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种在基底表面构建多硼酸基团的抗菌涂层的合成方法。2、本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种在基底表面构建多硼酸基团的抗菌涂层的合成方法，包括以下步骤：3、(1)将1～3mmol八乙烯基poss、8～24mmol双羟基硫醇溶于5～25ml第一溶剂；在避光条件下加入0.16～0.32mmol光引发剂；然后紫外线照射下反应1～12h；经蒸发、沉淀、干燥得到白色蜡状物多羟基poss；4、(2)加入1～3mmol八乙烯基poss、8～24mmol硼酸基硫醇溶于5～25ml第一溶剂；在避光条件下加入0.16～0.32mmol光引发剂；然后紫外线照射下反应1～12h；经蒸发、沉淀、干燥得到硼酸基poss；5、(3)将1～3mmol步骤(1)制备得到的多羟基poss溶于2～10ml第二溶剂，得到溶液a；并将1～3mmol步骤(2)制备得到的硼酸基poss溶于2～10ml第二溶剂，得到溶液b；6、(4)将基底在溶液a中浸泡0.5～5min后，将基底取出，然后将取出后的基底置入烘箱中，在50～100℃下干燥1～10min；7、(5)将干燥后的基底再放入溶液b浸泡0.5～5min后，将基底取出，然后将取出后的基底置入烘箱中，在50～100℃下干燥1～10min，从而完成一个沉积周期的涂层制备；8、(6)重复步骤(4)～步骤(5)，在基底上完成5～15个沉积周期的涂层的制备，从而得到在基底表面构建多硼酸基团的抗菌涂层。9、进一步地，所述双羟基硫醇为巯基丙二醇、巯基丁二醇、巯基戊二醇、巯基苯基丙二醇、巯基苯基丁二醇、巯基苯基戊二醇。10、进一步地，所述第一溶剂为四氢呋喃、二甲基亚砜、n，n-二甲基甲酰胺或n，n-二甲基乙酰胺。11、进一步地，所述光引发剂为二苯乙酮、安息香二甲醚、安息香二乙醚、苯偶姻衍生物、苯偶酰缩酮衍生物、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、酰基膦氧化物、酯化肟酮化合物、芳基过氧酯化合物、二烷氧基苯乙酮、苯乙酰乙酸酯或二苯乙酮。12、进一步地，所述硼酸基硫醇为巯基甲基硼酸、巯基乙基硼酸、巯基丙基硼酸、4-巯基苯硼酸或3-巯基苯硼酸。13、进一步地，所述第二溶剂为甲醇、乙醇、丙酮、乙腈、苯或甲苯。14、进一步地，所述基底为涤纶、腈纶、棉纶、氨纶、丙纶或锦纶。15、本发明的有益效果是：该涂层同时拥有羟基和硼酸两种抗菌基团，将小分子抗菌材料接枝在大分子纳米颗粒上，硼酸通过与细菌的细胞壁结合，破坏细菌的结构和功能，导致细菌死亡，此外多羟基官能团使得薄膜拥有优异的抗玷污效果，从而提高抗菌性能。该产物是由八乙烯基poss经过多羟基硫醇和硼酸基硫醇改性得到两种带有抗菌官能团的改性poss，通过层层自组装技术使得两种改性poss在基底上交联形成抗菌涂层。本发明具有快速高效、工艺简单的特点。且具有良好的组织相容性，在生物医用敷料有应用前景。技术特征：1.一种在基底表面构建多硼酸基团的抗菌涂层的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：2.根据权利要求1所述的一种在基底表面构建多硼酸基团的抗菌涂层的合成方法，其特征在于，所述双羟基硫醇为巯基丙二醇、巯基丁二醇、巯基戊二醇、巯基苯基丙二醇、巯基苯基丁二醇、巯基苯基戊二醇。3.根据权利要求1所述的一种在基底表面构建多硼酸基团的抗菌涂层的合成方法，其特征在于，所述第一溶剂为四氢呋喃、二甲基亚砜、n，n-二甲基甲酰胺或n，n-二甲基乙酰胺。4.根据权利要求1所述的一种在基底表面构建多硼酸基团的抗菌涂层的合成方法，其特征在于，所述光引发剂为二苯乙酮、安息香二甲醚、安息香二乙醚、苯偶姻衍生物、苯偶酰缩酮衍生物、α-羟烷基苯酮、α-胺烷基苯酮、酰基膦氧化物、酯化肟酮化合物、芳基过氧酯化合物、二烷氧基苯乙酮、苯乙酰乙酸酯或二苯乙酮。5.根据权利要求1所述的一种在基底表面构建多硼酸基团的抗菌涂层的合成方法，其特征在于，所述硼酸基硫醇为巯基甲基硼酸、巯基乙基硼酸、巯基丙基硼酸、4-巯基苯硼酸或3-巯基苯硼酸。6.根据权利要求1所述的一种在基底表面构建多硼酸基团的抗菌涂层的合成方法，其特征在于，所述第二溶剂为甲醇、乙醇、丙酮、乙腈、苯或甲苯。7.根据权利要求1所述的一种在基底表面构建多硼酸基团的抗菌涂层的合成方法，其特征在于，所述基底为涤纶、腈纶、棉纶、氨纶、丙纶或锦纶。技术总结本发明公开了一种在基底表面构建多硼酸基团的抗菌涂层的合成方法，加入八乙烯基POSS、双羟基硫醇、光引发剂和第一溶剂，混合搅拌，紫外线照射；经蒸发、沉淀、干燥得到多羟基POSS；重复上述操作，将双羟基硫醇改为硼酸基硫醇，得到硼酸基POSS；随后通过层层自组织技术将制备得到的多羟基POSS和硼酸基POSS分别溶于第二溶剂，得到溶液A和溶液B；将基底浸入至溶液A中，然后将样品置入烘箱中，在60℃干燥10min；再将基底浸入至溶液B中，然后将样品置入烘箱中，在60℃干燥10min；重复前两步操作5～15次，得到了一种在基底表面构建多硼酸基团的抗菌涂层。具有较好抗菌能力，而对比传统的小分子抗菌材料，又具备优异的化学稳定性、非挥发性和长期活性等优点。技术研发人员：韩金,祝焕清,张贵杰,金观曲,许湘,李黔阳,王磊,徐董,张乔冶,赵正平受保护的技术使用者：浙江工业大学技术研发日：技术公布日：2024/8/16