本發(fā)明涉及醫(yī)用材料技術(shù)領(lǐng)域,具體地說是一種基于鹵氨化合物和氧化鋅納米粒子的雜化生物功能涂層的制備方法。
背景技術(shù):
生物醫(yī)用材料是用來對生物體進(jìn)行診斷、治療、修復(fù)或替換其病損組織、器官或增進(jìn)其功能,且對生物體組織不會產(chǎn)生不良影響的材料。可分為醫(yī)用金屬材料,醫(yī)用高分子材料,醫(yī)用陶瓷以及醫(yī)用復(fù)合材料。醫(yī)用鈦金屬具有優(yōu)越的力學(xué)性能,抗腐蝕性強(qiáng),彈性模量低,生物相容性好等優(yōu)良特性,是目前骨科常用的內(nèi)固定材料,作為植入物材料,在骨科內(nèi)固定手術(shù)中尤其在負(fù)載部位得到了廣泛的應(yīng)用。
然而由于醫(yī)用植入體所引起的細(xì)菌感染已經(jīng)被越來越多的人所注意,而且一旦發(fā)生不僅會帶來更多的痛苦和經(jīng)濟(jì)損失,甚至還會使人截肢或死亡。醫(yī)用鈦基材料植入同樣存在細(xì)菌感染的問題。因此,如何解決上述技術(shù)問題是目前亟待解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是保護(hù)一種基于鹵氨化合物和氧化鋅納米粒子的雜化生物功能涂層的制備方法,將鹵氨化合物和氧化鋅納米粒子通過二氧化硅中間層連接,并以聚苯乙烯丙烯酸為模板,合成納米級粒子,最后,將以鹵氨化合物和氧化鋅的復(fù)合納米粒子通過酰胺鍵連接到鈦片表面,即可在鈦片表面制備具有抗菌性與良好相容性的雜化涂層材料。
一種基于鹵氨化合物和氧化鋅納米粒子的雜化生物功能涂層的制備方法,包括如下步驟:
S1、聚苯乙烯微球丙烯酸與納米氧化鋅的靜電結(jié)合;
S2、聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅微球表面的二氧化硅沉積以及鹵氨化合物前驅(qū)體接枝;
S3、接枝鹵氨化合物前驅(qū)體后的納米粒子的氯化處理;
S4、鈦片的堿熱處理;
S5、鹵氨化合物標(biāo)記的納米粒子與鈦片的結(jié)合。
一種基于鹵氨化合物和氧化鋅納米粒子的雜化生物功能涂層的制備方法,其優(yōu)點是:使用聚苯乙烯丙烯酸為模板的方法以獲得尺寸可控、分散均勻的納米粒子;以鹵氨化合物和氧化鋅納米粒子為抗菌原材料,使有機(jī)抗菌材料與無機(jī)抗菌材料有機(jī)地結(jié)合起來,并通過二者協(xié)調(diào)作用改善各自缺點,使其具有更加優(yōu)異的生物功能;設(shè)備投入少,實施難度小,制備方法簡單易行,環(huán)保。
附圖說明
圖1為鈦片被鹵氨化合物和氧化鋅的復(fù)合納米粒子浸泡后的SEM圖;
圖2為合成的聚苯乙烯丙烯酸微球的掃描電鏡圖;
圖3聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅納米粒子的透射電鏡圖;
圖4為層層包覆后的納米粒子的FTIR圖譜;
圖5為在具有鹵氨化合物和氧化鋅復(fù)合納米粒子涂層的鈦片表面的SEM圖。
具體實施方式
一種基于鹵氨化合物和氧化鋅納米粒子的雜化生物功能涂層的制備方法,包括如下步驟:
S1、聚苯乙烯丙烯酸微球與納米氧化鋅的靜電結(jié)合;
S2、聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅微球表面的二氧化硅沉積以及鹵氨化合物前驅(qū)體接枝;
S3、接枝鹵氨化合物前驅(qū)體后的納米粒子的氯化處理;
S4、鈦片的堿熱處理;
S5、鹵氨化合物標(biāo)記的納米粒子與鈦片的結(jié)合
優(yōu)選地,步驟S1,包括如下步驟:
S11、聚苯乙烯丙烯酸微球的制備:將0.10~0.15g碳酸氫鈉、4~6mL苯乙烯、0.4~0.6mL丙烯酸、0.005~0.02g過硫酸鉀、80~120mL去離子水加入三頸燒瓶中,攪拌,清洗備用;
S12、氧化鋅納米粒子的制備:將0.35~0.45g二水合乙酸鋅加入至30~50mL無水乙醇溶液中,攪拌,溫度降至55~60℃;再加入1~3mL 1M KOH的無水乙醇溶液,反應(yīng)4~6min,冷卻至室溫,加入40~60mL的正己烷,離心分離,得到氧化鋅納米粒子的沉淀,無水乙醇清洗3~5次備用;
S13、取1~3mL濃度為10mg/mL的聚苯乙烯丙烯酸微球的乙醇溶液與3~7mL濃度為6mg/mL的氧化鋅納米粒子的乙醇溶液混合于容器內(nèi),室溫下攪拌6~8h、離心,清洗得到聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅的納米粒子沉淀物,干燥備用;
進(jìn)一步地,步驟S11中,所述攪拌為在氮氣環(huán)境下60~80℃回流攪拌10~14h;
進(jìn)一步地,步驟S12中,所述攪拌為在70~80℃條件下回流攪拌1.5~2.5h;
優(yōu)選地,步驟S2,包括如下步驟:
S21、聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅納米粒子表面二氧化硅的沉積:將1~3mL10mg/mL的聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅乙醇溶液、40~60mL乙醇、200~400μL四乙氧基硅烷加入到燒瓶中,室溫下攪拌20~28h后加入堿液反應(yīng)10~14h,離心分離、無水乙醇清洗3~5次,得到聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅納米粒子的沉淀物,干燥備用;
S22、聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅納米粒子表面鹵氨化合物前驅(qū)體的接枝:
將0.4~0.6g聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅納米粒子、0.05~0.15mL 3~氯丙基三乙氧基硅烷,20~30mL乙醇加入燒瓶中在30~50℃條件下反應(yīng)10~14h,清洗、真空干燥;
S23、再將0.05~0.15g 5,5~二甲基海因,0.05~0.15g氫氧化鉀,10~30mL乙醇加入另一個三頸燒瓶中,78℃加熱攪拌20~40min后加入0.4~0.6g 3‐氯丙基三乙氧基硅烷修飾的聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅納米粒子以及5~15mL甲醇,溫度降至60℃反應(yīng)10~14h,清洗、離心分離獲得的沉淀物即為聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅/5,5‐二甲基海因納米粒子,真空干燥;
優(yōu)選地,步驟S21中,所述堿液為1mL去離子水和1.7mL氨水的混合液;
優(yōu)選地,步驟S3,具體步驟為:將0.1~0.3g接枝5,5‐二甲基海因的聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅納米粒子溶解于10~30mL活性氯含量大于等于5%的次氯酸鈉溶液中,室溫400‐600轉(zhuǎn)/分鐘攪拌20~28h、離心分離,得到的沉淀物即為聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅/5,5‐二甲基海因‐氯的納米粒子,干燥備用;
優(yōu)選地,步驟S4,具體步驟為:將打磨后的鈦金屬片依次置入丙酮、蒸餾水、酒精中超聲清洗,再放入盛有濃度為2~4moL/L的KOH溶液的反應(yīng)釜中,將反應(yīng)釜放入烘箱中,在60~80℃條件下反應(yīng)1.5~2h,取出洗滌干燥備用;
優(yōu)選地,步驟S5,具體步驟為:將步驟S4備用的鈦片浸泡在5~15mg/mL鹵氨化合物標(biāo)記的納米粒子的溶液中24h~48h,沖洗、干燥,則鈦片表面基于鹵氨化合物和氧化鋅納米粒子的雜化生物功能涂層制備完成。
優(yōu)選地,所述步驟S1、S2中,均為通過無水乙醇清洗3~5次備用;
以下通過具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步闡述,但并不作為對本發(fā)明的限定:
實施例一
S1、聚苯乙烯丙烯酸微球與納米氧化鋅的靜電結(jié)合
S11、聚苯乙烯丙烯酸微球的制備:將0.12g碳酸氫鈉、5mL苯乙烯、0.5mL丙烯酸、0.01g過硫酸鉀、100mL去離子水加入三頸燒瓶中,在氮氣環(huán)境下70℃回流攪拌12h,通過乙醇清洗5次備用;
S12、氧化鋅納米粒子的制備:將0.384g二水合乙酸鋅加入至5mL無水乙醇溶液中,在80℃條件下回流攪拌2h,溫度降至60℃;再加入1.5mL 1M KOH的無水乙醇溶液,繼續(xù)反應(yīng)5min,冷卻至室溫,加入50mL的正己烷,離心分離,得到氧化鋅納米粒子的沉淀,通過無水乙醇清洗5次備用;
S13、取1mL濃度為10mg/mL的聚苯乙烯丙烯酸微球的乙醇溶液與5mL濃度為6mg/mL的納米氧化鋅乙醇溶液混合于容器內(nèi),室溫下攪拌6h、離心分離,得到聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅的納米粒子沉淀物,通過無水乙醇清洗5次,干燥備用;
S2、聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅微球表面的二氧化硅沉積以及鹵氨化合物前驅(qū)體接枝
S21、聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅納米粒子表面二氧化硅的沉積:將1L10mg/mL聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅的乙醇溶液、50mL乙醇、300μL四乙氧基硅烷加入至250mL燒瓶中,室溫下攪拌24h后加入1mL去離子水和1.7mL氨水的混合液反應(yīng)12h,通過無水乙醇清洗3次、離心分離,聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅納米粒子制備成功;
S22、聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅納米粒子表面鹵氨化合物前驅(qū)體的接枝:將0.5g聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅納米粒子、0.1mL 3~氯丙基三乙氧基硅烷,25mL乙醇加入燒瓶中在40℃條件下反應(yīng)12h,清洗、低溫真空干燥;
S23、將0.1g 5,5~二甲基海因,0.1g氫氧化鉀,20mL乙醇加入另一個三頸燒瓶中,78℃加熱攪拌30min后加入0.5g 3‐氯丙基三乙氧基硅烷修飾的聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅納米粒子以及10mL甲醇,溫度降為60℃繼續(xù)反應(yīng)12h,采用無水乙醇清洗3次、離心分離獲得的沉淀物即為聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅/5,5‐二甲基海因納米粒子,真空干燥;
S3、接枝鹵氨化合物前驅(qū)體后的納米粒子的氯化處理:將0.2g接枝5,5‐二甲基海因的聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅納米粒子溶解于20mL活性氯含量大于等于5%的次氯酸鈉濃溶液中,室溫400‐600轉(zhuǎn)/分鐘攪拌24h、離心過濾分離,得到的沉淀物即為聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅/5,5‐二甲基海因‐氯納米粒子,干燥備用;S4、鈦片的堿熱處理:將直徑為6mm、厚度為2.5mm的鈦金屬圓片用砂紙逐級表面打磨后,依次置入丙酮、蒸餾水、酒精中超聲清洗,再放入盛有濃度為4moL/L的KOH溶液的反應(yīng)釜中,將反應(yīng)釜放入烘箱中,在80℃條件下反應(yīng)90min,取出洗滌干燥備用;
S5、鹵氨化合物標(biāo)記的納米粒子與鈦片的結(jié)合
將步驟S4備用的鈦片浸泡在10mg/mL鹵氨化合物標(biāo)記的納米粒子的溶液中24h,沖洗、低溫真空干燥,則鈦片表面基于鹵氨化合物和氧化鋅納米粒子的雜化生物功能涂層制備完成。
由實施例一制備的樣品,其掃描電鏡圖像如圖1所示,據(jù)圖1所示,可知鈦片表面含有鹵氨化合物和氧化鋅的雜化生物功能涂層制備成功。
實施例二
S1、聚苯乙烯丙烯酸微球與納米氧化鋅的靜電結(jié)合
S11、聚苯乙烯丙烯酸微球的制備:將0.10g碳酸氫鈉、4mL苯乙烯、0.4mL丙烯酸、0.005g過硫酸鉀、80mL去離子水加入三頸燒瓶中,在氮氣環(huán)境下60℃回流攪拌10h,通過無水乙醇清洗4次備用;
S12、氧化鋅納米粒子的制備:將0.35g二水合乙酸鋅加入至30mL無水乙醇溶液中,在70℃條件下回流攪拌1.5h,溫度降至55℃;再加入1mL 1M KOH的無水乙醇溶液,繼續(xù)反應(yīng)4min,冷卻至室溫,加入60mL的正己烷,離心得到納米氧化鋅的沉淀,通過無水乙醇清洗4次后,干燥備用;
S13、取1mL濃度為10mg/mL的聚苯乙烯丙烯酸微球的乙醇溶液與3mL濃度為6mg/mL的納米氧化鋅的乙醇溶液混合于容器內(nèi),室溫下攪拌7h、離心得到聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅的納米粒子沉淀物,通過無水乙醇清洗4次后干燥備用;
S2、聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅納米粒子表面的二氧化硅沉積以及鹵氨化合物前驅(qū)體接枝
S21、聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅納米粒子表面二氧化硅的沉積:
將1~3mL10mg/mL的聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅的乙醇溶液、40mL乙醇、200μL四乙氧基硅烷加入到燒瓶中,室溫下攪拌25h后加入1mL去離子水和1.7mL氨水的混合液反應(yīng)10h,通過無水乙醇清洗4次、離心分離,聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅納米粒子制備成功;
S22、聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅納米粒子表面鹵氨化合物前驅(qū)體的接枝:將0.4g聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅納米粒子、0.05mL 3~氯丙基三乙氧基硅烷,20mL乙醇加入燒瓶中在30℃條件下反應(yīng)10h,清洗、干燥;
S23、將0.05g 5,5~二甲基海因,0.05g氫氧化鉀,10mL乙醇加入另一個三頸燒瓶中,78℃加熱攪拌20min后加入0.4g 3‐氯丙基三乙氧基硅烷修飾的聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅納米粒子以及5mL甲醇,溫度降為60℃繼續(xù)反應(yīng)10h,清洗、離心分離獲得的沉淀物即為聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅/5,5‐二甲基海因納米粒子,真空干燥;
S3、接枝鹵氨化合物前驅(qū)體后的納米粒子的氯化處理:將0.1g接枝5,5‐二甲基海因的聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅納米粒子溶解于10mL活性氯大于等于5%的次氯酸鈉濃溶液中,室溫400‐600轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌20h、離心分離,得到的沉淀物即為聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅/5,5‐二甲基海因‐氯納米粒子,干燥備用;
S4、鈦片的堿熱處理:將打磨后的鈦金屬片依次置入丙酮、蒸餾水、酒精中超聲清洗,再放入盛有濃度為2moL/L的KOH溶液的反應(yīng)釜中,將反應(yīng)釜放入烘箱中,在70℃條件下反應(yīng)100min,取出洗滌干燥備用;
S5、鹵氨化合物標(biāo)記的納米粒子與鈦片的結(jié)合
將步驟S4備用的鈦片浸泡在5mg/mL鹵氨化合物標(biāo)記的納米粒子的溶液中24h,沖洗、干燥,則鈦片表面基于鹵氨化合物和氧化鋅納米粒子的雜化生物功能涂層制備完成。
實施例三
S1、聚苯乙烯丙烯酸微球與納米氧化鋅的靜電結(jié)合
S11、聚苯乙烯丙烯酸納米微球的制備:將0.15g碳酸氫鈉、6mL苯乙烯、0.6mL丙烯酸、0.02g過硫酸鉀、120mL去離子水加入三頸燒瓶中,在氮氣環(huán)境下80℃回流攪拌14h,通過無水乙醇清洗5次備用;
S12、氧化鋅納米粒子的制備:將0.45g二水合乙酸鋅加入至50mL無水乙醇溶液中,在80℃條件下回流攪拌2.5h,溫度降至60℃;再加入3mL 1M KOH的無水乙醇溶液,繼續(xù)反應(yīng)6min,冷卻至室溫,加入40mL的正己烷,離心,得到氧化鋅納米粒子的沉淀,通過無水乙醇清洗5次備用;
S13、取3mL濃度為10mg/mL的聚苯乙烯微球的乙醇溶液與7mL濃度為6mg/mL的納米氧化鋅乙醇溶液混合于容器內(nèi),室溫下攪拌7h、離心得到聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅的納米粒子沉淀物,通過無水乙醇清洗5次,干燥備用;
S2、聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅微球表面的二氧化硅沉積以及鹵氨化合物前驅(qū)體接枝
S21、聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅納米粒子表面二氧化硅的沉積:
將3mL10mg/mL的聚苯乙烯/氧化鋅乙醇溶液、60mL乙醇、400μL四乙氧基硅烷加入到燒瓶中,室溫下攪拌24h后加入1mL去離子水和1.7mL氨水的混合液反應(yīng)14h,通過無水乙醇清洗5次、離心分離,聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅納米粒子制備成功;
S22、聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅納米粒子表面鹵氨化合物前驅(qū)體的接枝:將0.6g聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅納米粒子、0.15mL 3~氯丙基三乙氧基硅烷,30mL乙醇加入燒瓶中在50℃條件下反應(yīng)14h,清洗、干燥;
S23、將0.15g 5,5~二甲基海因,0.05~0.15g氫氧化鉀,30mL乙醇加入另一個三頸燒瓶中,78℃加熱攪拌40min后加入0.6g 3‐氯丙基三乙氧基硅烷修飾的聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅納米粒子以及15mL甲醇,溫度降為60℃繼續(xù)反應(yīng)14h,清洗、離心分離獲得的沉淀物即為聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅/5,5‐二甲基海因納米粒子,真空干燥;
S3、接枝鹵氨化合物前驅(qū)體后的納米粒子的氯化處理:將0.3g接枝5,5‐二甲基海因的聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅納米粒子溶解于30mL活性氯含量大于等于5%的次氯酸鈉濃溶液中,室溫400‐600轉(zhuǎn)/分鐘攪拌28h、離心分離,得到的沉淀物即為鹵氨化合物標(biāo)記的納米粒子―聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅/5,5‐二甲基海因‐氯納米粒子,干燥備用;
S4、鈦片的堿熱處理:將打磨后的鈦金屬片依次置入丙酮、蒸餾水、酒精中超聲清洗,再放入盛有濃度為4moL/L的KOH溶液的反應(yīng)釜中,將反應(yīng)釜放入烘箱中,在80℃條件下反應(yīng)120min,取出洗滌干燥備用;
S5、鹵氨化合物標(biāo)記的納米粒子與鈦片的結(jié)合
將步驟S4備用的鈦片浸泡在15mg/mL鹵氨化合物標(biāo)記的納米粒子的溶液中48h,沖洗、干燥,則鈦片表面基于鹵氨化合物和氧化鋅納米粒子的雜化生物功能涂層制備完成。
實施例四
S1、聚苯乙烯丙烯酸微球與納米氧化鋅的靜電結(jié)合
S11、聚苯乙烯丙烯酸納米微球的制備:將0.14g碳酸氫鈉、6mL苯乙烯、0.4mL丙烯酸、0.01g過硫酸鉀、80mL去離子水加入三頸燒瓶中,在氮氣環(huán)境下65℃回流攪拌13h,通過無水乙醇清洗5次備用;
S12、氧化鋅納米粒子的制備:將0.4g二水合乙酸鋅加入至40mL無水乙醇溶液中,在80℃條件下回流攪拌2h,溫度降至60℃;再加入2mL 1M KOH的無水乙醇溶液,繼續(xù)反應(yīng)6min,冷卻至室溫,加入45mL的正己烷,離心分離,得到氧化鋅納米粒子的沉淀,通過無水乙醇清洗4次備用;
S13、取1~3mL濃度為10mg/mL的聚苯乙烯丙烯酸微球的乙醇溶液與6mL濃度為6mg/mL的氧化鋅納米粒子的乙醇溶液混合于容器內(nèi),室溫下攪拌7h、離心分離得到聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅的納米粒子沉淀物,通過無水乙醇清洗5次干燥備用;
S2、聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅微球表面的二氧化硅沉積以及鹵氨化合物前驅(qū)體接枝
S21、聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅納米粒子表面二氧化硅的沉積:
將3mL10mg/mL的聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅乙醇溶液、50mL乙醇、300μL四乙氧基硅烷加入到燒瓶中,室溫下攪拌25h后加入1mL去離子水和1.7mL氨水的混合液反應(yīng)13h,通過無水乙醇清洗5次、分離,聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅納米粒子制備成功;
S22、聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅納米粒子表面鹵氨化合物前驅(qū)體的接枝:將0.6g聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅納米粒子、0.12mL 3~氯丙基三乙氧基硅烷,25mL乙醇加入燒瓶中在40℃條件下反應(yīng)10h,清洗、干燥;
S23、將0.15g 5,5~二甲基海因,0.11g氫氧化鉀,28mL乙醇加入另一個三頸燒瓶中,78℃加熱攪拌32min后加入0.55g 3‐氯丙基三乙氧基硅烷修飾的聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅納米粒子以及8mL甲醇,溫度降為60℃繼續(xù)反應(yīng)14h,清洗、離心分離獲得的沉淀物即為聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅/5,5‐二甲基海因納米粒子,真空干燥;
S3、接枝鹵氨化合物前驅(qū)體后的納米粒子的氯化處理:將0.3g接枝5,5‐二甲基海因的聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅納米粒子溶解于20mL活性氯含量大于等于5%的次氯酸鈉濃溶液中,室溫400‐600轉(zhuǎn)、分鐘攪拌25h、離心分離,得到的沉淀物即為聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅/5,5‐二甲基海因‐氯納米粒子,干燥備用;
S4、鈦片的堿熱處理:將打磨后的鈦金屬片依次置入丙酮、蒸餾水、酒精中超聲清洗,再放入盛有濃度為4moL/L的KOH溶液的反應(yīng)釜中,將反應(yīng)釜放入烘箱中,在70℃條件下反應(yīng)110min,取出洗滌干燥備用;
S5、鹵氨化合物標(biāo)記的納米粒子與鈦片的結(jié)合
將步驟S4備用的鈦片浸泡在12mg/mL鹵氨化合物標(biāo)記的納米粒子的溶液中30h,沖洗、干燥,則鈦片表面基于鹵氨化合物和氧化鋅納米粒子的雜化生物功能涂層制備完成。
對實施例一制備的產(chǎn)品進(jìn)行檢測,其檢測結(jié)果如下:
1)圖1為鈦片被鹵氨化合物和氧化鋅的復(fù)合納米粒子浸泡后的SEM圖,圖中粗糙的孔洞結(jié)構(gòu)是鈦片經(jīng)堿熱處理后形成的;
暗色膜狀物質(zhì)為復(fù)合納米粒子通過化學(xué)鍵沉積在鈦片表面形成的;
SEM圖表明經(jīng)堿熱處理后鈦片表面形成大小均一的網(wǎng)狀孔洞結(jié)構(gòu),經(jīng)復(fù)合納米粒子溶液浸泡后鈦片表面形成一層均勻的膜。
2)圖2為合成的聚苯乙烯微球的掃描電鏡圖,從圖中可知,制備的聚苯乙烯微球尺寸均一,分散性好。
3)圖3聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅納米粒子的透射電鏡圖,從圖中可知,該納米粒子為層層包覆的核殼結(jié)構(gòu)。
4)圖4為層層包覆后納米粒子的FTIR圖譜:
其中曲線a為聚苯乙烯丙烯酸納米粒子(即聚苯乙烯丙烯酸微球),b為聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅納米粒子,c為聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅納米粒子,d為聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅/二氧化硅/5,5‐二甲基海因納米粒子;
a曲線中1705cm‐1對應(yīng)聚苯乙烯微球的C=O鍵,1495cm‐1和1452cm‐1對應(yīng)苯環(huán)中的C=C雙鍵的吸收震動峰,754cm‐1對應(yīng)苯環(huán)上的C=H吸收峰;這些吸收峰的存在證明聚苯乙烯丙烯酸納米粒子合成成功。
b曲線中除了有a曲線中的所有特征峰外還有450cm‐1的紅外吸收峰,它對應(yīng)Zn‐O鍵,證明聚苯乙烯/氧化鋅納米粒子合成成功;
c曲線中新增的特征峰是800cm‐1、1100cm‐1和957cm‐1,其對應(yīng)的基團(tuán)分別為對稱的Si‐O‐Si鍵、不對稱的Si‐O‐Si鍵和Si‐OH鍵。這些鍵的存在,證明二氧化硅層成功的包裹于聚苯乙烯丙烯酸/氧化鋅納米粒子的表面;
d曲線中的特征峰在1582cm-1,它對應(yīng)著對應(yīng)酰胺鍵,證明5,5,—二甲基海因被連接到硅烷偶聯(lián)劑的表面。
5)圖5為在具有鹵氨化合物和氧化鋅復(fù)合納米粒子涂層的鈦片表面的SEM圖,由圖可以看出,在該圖層上的大腸桿菌明顯變形破損,證明該復(fù)合涂層具明顯的抗菌作用。