本發(fā)明屬于生物醫(yī)用高分子材料領(lǐng)域，涉及一種陽離子-兩性離子共聚物涂層的制備及其抗菌/抗粘附應(yīng)用。

背景技術(shù)：

細(xì)菌在醫(yī)療器械及體內(nèi)植入物表面的粘附、增殖和形成生物膜(biofilm)，導(dǎo)致患者感染并引發(fā)一系列并發(fā)癥甚至危及患者生命。傳統(tǒng)的賦予表面抗菌性質(zhì)的方法是涂抗菌劑，如抗菌藥物、銀、銅及抗菌肽，缺點(diǎn)是抗菌成分易流失，釋放對環(huán)境有害物質(zhì)。

季銨鹽抗菌劑殺菌速度快、安全、毒性小，可作為添加劑賦予其它材料抗菌性能。由于小分子季銨鹽易揮發(fā)、化學(xué)穩(wěn)定性差，實(shí)際應(yīng)用中存在局限性。高分子季銨鹽抗菌劑作為陽離子聚合物，與仿抗菌肽聚合物結(jié)構(gòu)類似，化學(xué)穩(wěn)定性較好，一直是抗菌材料研究的熱點(diǎn)之一。其抗菌機(jī)理和小分子季銨鹽相似，即與細(xì)菌細(xì)胞壁上帶負(fù)電的磷脂作用，疏水烷基鏈與細(xì)菌細(xì)胞膜中疏水脂質(zhì)分子層結(jié)合，導(dǎo)致細(xì)菌細(xì)胞膜破壞和細(xì)菌死亡，多用作接觸型抗菌生物材料。因此，季銨鹽類抗菌聚合物涂層具有長效抗菌機(jī)制，是一種極有前景的綠色材料。

受此啟發(fā)，kuroda等(palermoef,kurodak.chemicalstructureofcationicgroupsinamphiphilicpolymethacrylatesmodulatestheantimicrobialandhemolyticactivities.biomacromolecules,2009,10,1416-1428.)利用伯氨基的陽離子性和烷基側(cè)鏈的疏水性，合成了聚甲基丙烯酸酯類抗菌聚合物，研究表明，陽離子性聚合物對大腸桿菌具有出色的抗菌活性，且伯氨基的抗菌活性要優(yōu)于季銨鹽。zhaojie等(zhaoj,mal,milliansw,wut,mingwh.dual-functionalantifogging/antimicrobialpolymercoating.acsappliedmaterials&interfaces,2016,8,8737-8742.)利用合成的部分季胺化的甲基丙烯酸甲酯的共聚物聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-b-聚甲基丙烯酸甲酯，與乙二醇二甲基丙烯酸酯制備了半互穿網(wǎng)絡(luò)聚合物涂層，具有防霧/抗菌雙功能。

兩性離子聚合物具有親水的陰、陽離子基團(tuán)，能夠形成水合層,從而具有獨(dú)特的抗生物污染性能，即能夠阻抗非特異性蛋白質(zhì)的吸附，抗細(xì)菌黏附和生物膜的形成，這種特性使其在生物醫(yī)學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域得到越來越多的應(yīng)用。江紹毅等人(changy,chensf,zhangz,jiangsy.highlyprotein-resistantcoatingsfromwell-defineddiblockcopolymerscontainingsulfobetaines.langmuir,2006,22,2222-2226.)合成了聚磺酸甜菜堿甲基丙烯酸酯-聚環(huán)氧丙烷共聚物，并將這個共聚物吸附在spr傳感器上時，發(fā)現(xiàn)小分子蛋白質(zhì)在表面的吸附量就很低，大分子蛋白質(zhì)在表面的吸附量則比較高。江紹毅等人(yangw,chensf,chengg,vaisocherováh,xueh,liw,zhangjl,jiangsy.filmthicknessdependenceofproteinadsorptionfrombloodserumandplasmaontopoly(sulfobetaine)-graftedsurfaces.langmuir,2008,24,9211-9214.)又在金表面接枝不同厚度聚甲基丙烯酸磺酸甜菜堿，來研究它們在蛋白質(zhì)溶液中的蛋白質(zhì)吸附情況，結(jié)果表明表面在100％的血清和血漿中有相當(dāng)好的防污特性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供陽離子-兩性離子共聚物涂層及其制備方法和應(yīng)用，研究其在抗菌和抗非特異性蛋白質(zhì)粘附方面的應(yīng)用，以克服現(xiàn)有抗菌涂層抗菌活性較弱，易引起蛋白質(zhì)粘附等缺點(diǎn)。

本發(fā)明的技術(shù)目的通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

陽離子—兩性離子共聚物涂層的制備方法，按照下述步驟進(jìn)行：

步驟1，制備聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯均聚物

將單體甲基丙烯酸二甲氨基乙酯均聚而成，以二硫代苯甲酸-4-氰基戊酸為鏈轉(zhuǎn)移劑，偶氮二異丁腈為引發(fā)劑進(jìn)行raft聚合，單體甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、鏈轉(zhuǎn)移劑和引發(fā)劑的投料摩爾比為(150—200)：1：(0.1—0.5)，優(yōu)選(160—180)：1：0.2；

在步驟1中，在惰性保護(hù)氣體(氮?dú)?、氦氣或者氬?保護(hù)下進(jìn)行，反應(yīng)溫度為60—80攝氏度，反應(yīng)時間至少1小時，優(yōu)選反應(yīng)溫度為70—80攝氏度，反應(yīng)時間為3—5小時，溶劑四氫呋喃提供反應(yīng)氛圍和環(huán)境。

在步驟1中，將單體、鏈轉(zhuǎn)移劑和引發(fā)劑均勻分散在四氫呋喃中經(jīng)過三次凍-抽-溶循環(huán)，置于油浴鍋中升溫在惰性保護(hù)保護(hù)下攪拌進(jìn)行反應(yīng)，經(jīng)多次沉淀純化得到聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯均聚物。

步驟2，制備陽離子-兩性離子共聚物

將步驟1制備的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯均聚物作為大分子鏈轉(zhuǎn)移劑，偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，加入第二單體甲基丙烯酸磺酸甜菜堿進(jìn)行raft聚合，再添加補(bǔ)充單體烯丙基甲基丙烯酸酯進(jìn)行raft聚合以得到陽離子-兩性離子共聚物，第二單體甲基丙烯酸磺酸甜菜堿、大分子鏈轉(zhuǎn)移劑和引發(fā)劑的投料摩爾比為(40—120)：1：(0.1—0.5)，優(yōu)選(60—100)：1：0.2；補(bǔ)充單體烯丙基甲基丙烯酸酯和第二單體甲基丙烯酸磺酸甜菜堿的投料摩爾比為(5—10)：100，優(yōu)選(5—8)：100；

在步驟2中，在惰性保護(hù)氣體(氮?dú)?、氦氣或者氬?保護(hù)下進(jìn)行，反應(yīng)溫度為60—80攝氏度，加入第二單體后的反應(yīng)時間至少1小時，優(yōu)選反應(yīng)溫度為70—80攝氏度，反應(yīng)時間為6—10小時，加入補(bǔ)充單體烯丙基甲基丙烯酸酯后的反應(yīng)時間至少1小時，優(yōu)選反應(yīng)溫度70—80攝氏度，反應(yīng)時間為6—10小時，溶劑四氫呋喃提供反應(yīng)氛圍和環(huán)境。

在步驟2中，將大分子鏈轉(zhuǎn)移劑、第二單體甲基丙烯酸磺酸甜菜堿、補(bǔ)充單體烯丙基甲基丙烯酸酯、引發(fā)劑均勻分散在四氫呋喃中經(jīng)過三次凍-抽-溶循環(huán)，置于油浴鍋中升溫在惰性保護(hù)保護(hù)下攪拌進(jìn)行反應(yīng)，經(jīng)多次沉淀純化得到陽離子-兩性離子共聚物。

在本發(fā)明中使用可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合進(jìn)行，raft聚合是一種活性/可控自由基聚合，適用含有雙鍵官能團(tuán)的單體。raft聚合中，傳統(tǒng)引發(fā)劑受熱分解成初級自由基i^.，并引發(fā)單體聚合成增長自由基pn^.，增長自由基與鏈轉(zhuǎn)移劑中的c＝s鍵進(jìn)行可逆加成形成中間體休眠種，休眠種中s-r鍵斷裂，形成新的活性種自由基rn^.，再引發(fā)單體聚合，反應(yīng)機(jī)理如圖1所示。與傳統(tǒng)自由基聚合不同，raft聚合鏈轉(zhuǎn)移為可逆過程，中間體休眠種和生長鏈自由基之間進(jìn)行可逆加成和可逆斷裂的平衡反應(yīng)，從而確保所有的鏈以同等幾率生長，形成窄分布的聚合物，體系中自由基濃度維持在一個相對恒定的較低水平，抑制體系中自由基的雙基終止反應(yīng)，使得聚合活性可控。在本發(fā)明中使用引發(fā)劑引發(fā)第一單體，在以第一單體和鏈轉(zhuǎn)移劑進(jìn)行活性聚合，在加入第二單體和補(bǔ)充單體時，補(bǔ)充引發(fā)劑以引發(fā)第二單體，以活性聚合得到的第一單體均聚物為大分子鏈轉(zhuǎn)移劑進(jìn)行第二單體和補(bǔ)充單體的活性聚合，即得到陽離子-兩性離子嵌段共聚物(陽離子-兩性離子共聚物)，形成如下化學(xué)式所示的共聚物結(jié)構(gòu)，化學(xué)式兩端基團(tuán)為鏈轉(zhuǎn)移劑二硫代苯甲酸-4-氰基戊酸的分子結(jié)構(gòu)，中間為高聚物的重復(fù)單元，鑒于采用raft聚合，第一單體甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、第二單體甲基丙烯酸磺酸甜菜堿和補(bǔ)充單體烯丙基甲基丙烯酸酯形成嵌段共聚物；聚合物數(shù)均分子量為20-45kda，分子量分布系數(shù)為1.10-1.30，優(yōu)選聚合物數(shù)均分子量為25-40kda，分子量分布系數(shù)為1.10-1.20；式中字母m、q和r分別為第一單體甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、第二單體甲基丙烯酸磺酸甜菜堿和補(bǔ)充單體烯丙基甲基丙烯酸酯的聚合度，m：q：r＝10：(3—7)：(0.4—1)，優(yōu)選m：q：r＝10：(4—6)：(0.5—1)。在步驟1和步驟2制備過程中，聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率均可達(dá)80％—90％以上。

步驟3，制備表面接枝有雙鍵的聚碳酸酯型聚氨酯膜

將聚碳酸酯型聚氨酯均勻分散(溶于)四氫呋喃中形成均相溶液并刮平成膜，將制備的聚碳酸酯型聚氨酯膜進(jìn)行等離子體處理，以使聚碳酸酯型聚氨酯膜表面形成羥基，再浸泡于硅烷偶聯(lián)劑kh570的乙醇溶液中，聚碳酸酯型聚氨酯膜表面的羥基與硅烷偶聯(lián)劑kh570反應(yīng)，將碳碳雙鍵鍵接到聚碳酸酯型聚氨酯膜表面，即得到表面接枝有雙鍵的聚碳酸酯型聚氨酯膜。

在步驟3中，選擇聚碳酸酯型聚氨酯顆粒，攪拌溶于四氫呋喃，制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％-10％的均相溶液，取400-700μl溶液，將其平鋪在玻璃板上，用刮膜器刮平，在50℃烘箱中干燥24h，得到透明的聚碳酸酯聚氨酯膜(pcu膜)，厚度為10-30μm。

在步驟3中，將聚碳酸酯聚氨酯膜置于等離子體中處理1-5min，然后迅速取出浸泡于kh570的乙醇溶液(濃度為1—10mol/l)中，靜置過夜(室溫20—25攝氏度放置6—12小時)，室溫下烘干后，得到表面接枝有雙鍵的聚碳酸酯型聚氨酯膜。

步驟4，制備陽離子-兩性離子共聚物涂層

將步驟2制備的陽離子-兩性離子共聚物、乙二醇二甲基丙烯酸酯以及光引發(fā)劑均勻分散在三氟乙醇中(即溶解在三氟乙醇中)形成涂膜液，再將涂膜液滴涂到步驟3制備的表面接枝有雙鍵的聚碳酸酯型聚氨酯膜表面，使用紫外光引發(fā)光引發(fā)劑，以使陽離子-兩性離子共聚物中碳碳雙鍵、乙二醇二甲基丙烯酸酯的碳碳雙鍵和聚碳酸酯型聚氨酯膜的表面接枝碳碳雙鍵進(jìn)行聚合，形成與聚碳酸酯型聚氨酯膜鍵接的陽離子-兩性離子共聚物涂層。

在步驟4中，光引發(fā)劑為光引發(fā)劑2959。

在步驟4中，光引發(fā)聚合的溫度為20—30攝氏度，時間為10—30min。

在步驟4中，在陽離子-兩性離子共聚物、乙二醇二甲基丙烯酸酯以及光引發(fā)劑組成的體系中，陽離子-兩性離子共聚物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為70—90％，乙二醇二甲基丙烯酸酯的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為5％-30％，光引發(fā)劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2％-5％，優(yōu)選陽離子-兩性離子共聚物的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為80—90％，乙二醇二甲基丙烯酸酯的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為10％-20％，光引發(fā)劑的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2％-5％。

在步驟4中，制備的共聚物涂層厚度為5-15μm，優(yōu)選10—15μm。

陽離子-兩性離子共聚物涂層，在聚碳酸酯型聚氨酯膜表面鍵接陽離子-兩性離子共聚物形成涂層，其中將聚碳酸酯型聚氨酯膜進(jìn)行等離子體處理，以使聚碳酸酯型聚氨酯膜表面形成羥基，再與硅烷偶聯(lián)劑kh570反應(yīng)，將碳碳雙鍵鍵接到聚碳酸酯型聚氨酯膜表面，再將陽離子-兩性離子共聚物、乙二醇二甲基丙烯酸酯以及光引發(fā)劑組成的涂膜液滴涂到聚碳酸酯型聚氨酯膜表面，引發(fā)光引發(fā)劑，以使陽離子-兩性離子共聚物中碳碳雙鍵、乙二醇二甲基丙烯酸酯的碳碳雙鍵和聚碳酸酯型聚氨酯膜的表面接枝碳碳雙鍵進(jìn)行聚合，形成與聚碳酸酯型聚氨酯膜鍵接的陽離子-兩性離子共聚物涂層。

其中陽離子-兩性離子嵌段共聚物(陽離子-兩性離子共聚物)按照下述步驟進(jìn)行制備：甲基丙烯酸二甲氨基乙酯為陽離子性單體，以二硫代苯甲酸-4-氰基戊酸為鏈轉(zhuǎn)移劑，偶氮二異丁腈為引發(fā)劑進(jìn)行可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合，得到相應(yīng)的均聚物；隨后，甲基丙烯酸磺酸甜菜堿為兩性離子單體(第二單體)，烯丙基甲基丙烯酸酯(補(bǔ)充單體)用于提供交聯(lián)點(diǎn)，經(jīng)過純化的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯均聚物為大分子鏈轉(zhuǎn)移劑，偶氮二異丁腈為引發(fā)劑，繼續(xù)合成陽離子-兩性離子嵌段共聚物。

陽離子-兩性離子嵌段共聚物(陽離子-兩性離子共聚物)具有如下化學(xué)式所示的共聚物結(jié)構(gòu)，聚合物數(shù)均分子量為20-45kda，分子量分布系數(shù)為1.10-1.30，優(yōu)選聚合物數(shù)均分子量為25-40kda，分子量分布系數(shù)為1.10-1.20；式中字母m、q和r分別為第一單體甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、第二單體甲基丙烯酸磺酸甜菜堿和補(bǔ)充單體烯丙基甲基丙烯酸酯的聚合度，m：q：r＝10：(3—7)：(0.4—1)，優(yōu)選m：q：r＝10：(4—6)：(0.5—1)。在步驟1和步驟2制備過程中，聚合反應(yīng)轉(zhuǎn)化率均可達(dá)80％—90％以上。

上述陽離子-兩性離子共聚物涂層和聚碳酸酯型聚氨酯膜鍵接，形成復(fù)合膜。共聚物涂層厚度為5-15μm，優(yōu)選10—15μm；聚碳酸酯聚氨酯膜(pcu膜)，厚度為10-30μm，優(yōu)選20—30μm。

陽離子-兩性離子嵌段共聚物(陽離子-兩性離子共聚物)在抗菌中的應(yīng)用，在抗蛋白粘附中的應(yīng)用。陽離子-兩性離子共聚物涂層在抗菌中的應(yīng)用，在抗蛋白粘附中的應(yīng)用。由陽離子-兩性離子共聚物和聚碳酸酯型聚氨酯膜鍵接形成的復(fù)合膜在抗菌中的應(yīng)用，在抗蛋白粘附中的應(yīng)用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用利用陽離子性甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和兩性離子甲基丙烯酸磺酸甜菜堿為單體制備嵌段共聚物，再以聚碳酸酯型聚氨酯為基底制備陽離子-兩性共聚物涂層，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的抗菌性能、高效抗非特異性蛋白粘附性和顯著的生物相容性，降低患者醫(yī)療器械感染風(fēng)險的同時減少抗菌材料對人體正常組織的危害。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合(raft)的聚合機(jī)理示意圖。

圖2是本發(fā)明中可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合制備的聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯均聚物的在cdcl3中的¹h-nmr譜圖。

圖3是本發(fā)明中可逆加成-斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合制備的陽離子-兩性離子嵌段共聚物在d2o中的¹h-nmr譜圖。

圖4是本發(fā)明中使用金黃色葡萄球菌進(jìn)行抗菌實(shí)驗(yàn)結(jié)果的sem照片，其中(a)為空白對照；(b)為實(shí)驗(yàn)組。

圖5是本發(fā)明中使用大腸桿菌進(jìn)行抗菌實(shí)驗(yàn)結(jié)果的sem照片，其中(a)為空白對照；(b)為實(shí)驗(yàn)組。

圖6是聚合物對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的live/dead染色實(shí)驗(yàn)結(jié)果示意圖，其中a和b為大腸桿菌，c和d為金黃色葡萄球菌。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。

實(shí)施例1：

(1).合成陽離子-兩性離子嵌段共聚物：

將甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、二硫代苯甲酸-4-氰基戊酸、偶氮二異丁腈按照摩爾比為167:1:0.2，溶解于精制四氫呋喃，加入到schlenk瓶中，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的溶液。經(jīng)三次凍融循環(huán)除氧充氮?dú)?，氮?dú)獗Ｗo(hù)下在70℃油浴中反應(yīng)4h。反應(yīng)結(jié)束后，粗產(chǎn)物用正己烷沉淀并分離，得到聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯大分子鏈轉(zhuǎn)移劑。

將甲基丙烯酸磺酸甜菜堿、聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯大分子鏈轉(zhuǎn)移劑、偶氮二異丁腈按照摩爾比為42:1:0.2，溶解于精制三氟乙醇，加入到schlenk瓶中，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的溶液。經(jīng)三次凍融循環(huán)除氧充氮?dú)猓獨(dú)獗Ｗo(hù)下在70℃油浴中反應(yīng)10h。反應(yīng)結(jié)束后，粗產(chǎn)物將產(chǎn)物透析，凍干，得到聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-b-聚甲基丙烯酸磺酸甜菜堿嵌段共聚物。

(2).紫外光交聯(lián)固化法制備陽離子-兩性離子聚合物涂層：

取適量聚碳酸酯型聚氨酯顆粒，攪拌溶于四氫呋喃，制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7％的均相溶液，取400μl溶液，將其平鋪在玻璃板上，用刮膜器刮平，在50℃烘箱中干燥24h，得到透明的厚度為10μm的聚碳酸酯型聚氨酯膜。將膜置于等離子體中處理1min，然后迅速取出浸泡于kh570的乙醇溶液中，靜置過夜，室溫下烘干后，得到表面接枝有雙鍵的聚碳酸酯型聚氨酯膜。

聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-b-聚甲基丙烯酸磺酸甜菜堿嵌段共聚物：89％；乙二醇二甲基丙烯酸酯光交聯(lián)劑：9％；光引發(fā)劑2959：2％。將30mg聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-b-聚甲基丙烯酸磺酸甜菜堿嵌段共聚物、3mg乙二醇二甲基丙烯酸酯、0.6mg光引發(fā)劑2959，溶于400μl三氟乙醇，用移液器取100μl混合液，滴涂到中處理過的聚碳酸酯型聚氨酯膜表面，室溫下表干。置于紫外光交聯(lián)儀(365nm,80w)中反應(yīng)30min，得到陽離子-兩性離子共聚物涂層。

實(shí)施例2：

(1).合成陽離子-兩性離子嵌段共聚物：

將甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、二硫代苯甲酸-4-氰基戊酸、偶氮二異丁腈按照摩爾比為167:1:0.2，溶解于精制四氫呋喃，加入到schlenk瓶中，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的溶液。經(jīng)三次凍融循環(huán)除氧充氮?dú)猓獨(dú)獗Ｗo(hù)下在70℃油浴中反應(yīng)4h。反應(yīng)結(jié)束后，粗產(chǎn)物用正己烷沉淀并分離，得到聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯大分子鏈轉(zhuǎn)移劑。

將甲基丙烯酸磺酸甜菜堿、聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯大分子鏈轉(zhuǎn)移劑、偶氮二異丁腈按照摩爾比為70:1:0.2，溶解于精制三氟乙醇，加入到schlenk瓶中，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的溶液。經(jīng)三次凍融循環(huán)除氧充氮?dú)?，氮?dú)獗Ｗo(hù)下在70℃油浴中反應(yīng)10h。反應(yīng)結(jié)束后，粗產(chǎn)物將產(chǎn)物透析，凍干，得到聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-b-聚甲基丙烯酸磺酸甜菜堿嵌段共聚物。

(2).紫外光交聯(lián)固化法制備陽離子-兩性離子聚合物涂層：

取適量聚碳酸酯型聚氨酯顆粒，攪拌溶于四氫呋喃，制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7％的均相溶液，取400μl溶液，將其平鋪在玻璃板上，用刮膜器刮平，在50℃烘箱中干燥24h，得到透明的厚度為10μm的聚碳酸酯型聚氨酯膜。將膜置于等離子體中處理1min，然后迅速取出浸泡于kh570的乙醇溶液中，靜置過夜，室溫下烘干后，得到表面接枝有雙鍵的聚碳酸酯型聚氨酯膜。

聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-b-聚甲基丙烯酸磺酸甜菜堿嵌段共聚物80％；乙二醇二甲基丙烯酸酯光交聯(lián)劑：15％；光引發(fā)劑2959：5％。將聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-b-聚甲基丙烯酸磺酸甜菜堿嵌段共聚物、乙二醇二甲基丙烯酸酯、光引發(fā)劑2959，溶于400μl三氟乙醇，其中：；用移液器取100μl混合液，滴涂到中處理過的聚碳酸酯型聚氨酯膜表面，室溫下表干。置于紫外光交聯(lián)儀(365nm,80w)中反應(yīng)30min，得到陽離子-兩性離子共聚物涂層。

實(shí)施例3：

(1).合成陽離子-兩性離子嵌段共聚物：

將甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、二硫代苯甲酸-4-氰基戊酸、偶氮二異丁腈按照摩爾比為167:1:0.2，溶解于精制四氫呋喃，加入到schlenk瓶中，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的溶液。經(jīng)三次凍融循環(huán)除氧充氮?dú)?，氮?dú)獗Ｗo(hù)下在70℃油浴中反應(yīng)4h。反應(yīng)結(jié)束后，粗產(chǎn)物用正己烷沉淀并分離，得到聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯大分子鏈轉(zhuǎn)移劑。

將甲基丙烯酸磺酸甜菜堿、聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯大分子鏈轉(zhuǎn)移劑、偶氮二異丁腈按照摩爾比為98:1:0.2，溶解于精制三氟乙醇，加入到schlenk瓶中，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50％的溶液。經(jīng)三次凍融循環(huán)除氧充氮?dú)猓獨(dú)獗Ｗo(hù)下在70℃油浴中反應(yīng)10h。反應(yīng)結(jié)束后，粗產(chǎn)物將產(chǎn)物透析，凍干，得到聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-b-聚甲基丙烯酸磺酸甜菜堿嵌段共聚物。

(2).紫外光交聯(lián)固化法制備陽離子-兩性離子聚合物涂層：

取適量聚碳酸酯型聚氨酯顆粒，攪拌溶于四氫呋喃，制備質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7％的均相溶液，取400μl溶液，將其平鋪在玻璃板上，用刮膜器刮平，在50℃烘箱中干燥24h，得到透明的厚度為10μm的聚碳酸酯型聚氨酯膜。將膜置于等離子體中處理1min，然后迅速取出浸泡于kh570的乙醇溶液中，靜置過夜，室溫下烘干后，得到表面接枝有雙鍵的聚碳酸酯型聚氨酯膜。

聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-b-聚甲基丙烯酸磺酸甜菜堿嵌段共聚物：76％；乙二醇二甲基丙烯酸酯光交聯(lián)劑：20％；光引發(fā)劑2959：4％。將聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯-b-聚甲基丙烯酸磺酸甜菜堿嵌段共聚物、乙二醇二甲基丙烯酸酯、光引發(fā)劑2959，溶于400μl三氟乙醇，用移液器取100μl混合液，滴涂到中處理過的聚碳酸酯型聚氨酯膜表面，室溫下表干。置于紫外光交聯(lián)儀(365nm,80w)中反應(yīng)30min，得到陽離子-兩性離子共聚物涂層。

采用核磁共振對制備的均聚物進(jìn)行表征，如聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯均聚物的核磁圖。在δ＝4.02ppm處的峰(c)對應(yīng)于側(cè)鏈上與o相連的亞甲基的信號峰。從圖中在δ＝7.9ppm處的峰(f)對應(yīng)于主鏈末端苯環(huán)上的氫的信號峰。通過峰f的積分面積與峰c的積分面積之比來確定制備的均聚物的聚合度為140。如三種物質(zhì)共聚之后的嵌段共聚物在d2o中的¹h-nmr譜圖所示，在δ＝2.57ppm處的峰(d)對應(yīng)于與n相連的亞甲基的信號峰，在δ＝5.12ppm處的峰(k)對應(yīng)于烯丙基甲基丙烯酸酯上烯烴的信號峰，說明嵌段共聚物的側(cè)基含有雙鍵官能團(tuán)，即補(bǔ)充單體中活性高的碳碳雙鍵在活性聚合中率先被引發(fā)聚合，以使補(bǔ)充單體保留活性相對比的碳碳雙鍵，為進(jìn)一步聚合鍵接提供反應(yīng)官能團(tuán)。在δ＝3.52ppm處的峰(d’)對應(yīng)于與n⁺相連的靠近主鏈的亞甲基的信號峰，通過對比峰(d)、(d’)與(k)的積分面積之比來確定嵌段共聚物各鏈段的單元數(shù)。

對本發(fā)明制備的共聚物和涂層材料進(jìn)行性能測試：

采用抑菌圈法測試抗菌性能：選擇金黃色葡萄球菌為革蘭氏陽性菌代表，大腸桿菌為革蘭氏陰性菌代表，首先將細(xì)菌菌株過夜培養(yǎng)達(dá)到生長中期，用磷酸鹽緩沖液稀釋到3×10⁸cfu/ml。利用打孔器將聚碳酸酯型聚氨酯膜樣品制備成直徑為1cm的圓形樣品，備用。將3×10⁸cfu/ml細(xì)菌液稀釋1000倍，取200μl滴到固體瓊脂板表面并鋪勻，再放入樣品，37℃下培養(yǎng)24h，觀察菌落生長情況。

采用live/dead染色法測試抗菌性能：利用打孔器將樣品制備成直徑為1cm的圓形樣品，紫外光照10h進(jìn)行滅菌處理。然后放入48孔板。使用l13152染色試劑盒，首先將其配制成2x染色混合液。將細(xì)菌接種到牛肉膏-蛋白胨瓊脂天然培養(yǎng)基上，在37℃振蕩培養(yǎng)到對數(shù)生長期(24h)，取300μl菌液在3000rpm下離心5min，將其接種到48孔板中，重懸使菌團(tuán)打散，在37℃培養(yǎng)箱中震蕩培養(yǎng)3h，使涂層與細(xì)菌充分接觸。培養(yǎng)結(jié)束后，用超純水重懸洗滌多次，除去痕量培養(yǎng)基。隨后向菌液中加入100μl的2x染色混合液，使染色液的最終濃度為：syto96μm，pi30μm。在室溫下黑暗中震蕩培養(yǎng)15min。然后去掉上清液并用超純水將涂層沖洗多次，再進(jìn)行封片。將樣品置于63x的激光共聚焦顯微鏡(lscm)下觀察，在488nm處用ar/kr激光：ex/em：480/500nm，syto9，完整的細(xì)胞膜顯示綠光；ex/em：490/635nm，pi，破損的細(xì)胞膜顯示紅光。

利用牛血清白蛋白測試聚合物涂層的抗蛋白粘附性能：用打孔器將樣品制備成直徑為1cm的圓形樣品，浸于磷酸鹽緩沖液，在恒溫培養(yǎng)箱中于37℃下平衡12h。再浸泡在1mg/ml的牛血清蛋白(bsa)的pbs溶液中，在恒溫培養(yǎng)箱中于37℃下培育2h。將樣品取出后分別用pbs溶液和去離子水震蕩沖洗兩遍，以除去未吸附在樣品表面的bsa，配制1wt％的sds水溶液，將樣品移至新的24孔板中，用十二烷基硫酸鈉(sds)水溶液室溫震蕩1h使bsa脫吸附。利用microbca試劑盒使其與脫吸附的蛋白中的氨基發(fā)生顯色反應(yīng)，利用酶標(biāo)儀在570nm處測定吸收值。同時配制一系列bsa的標(biāo)準(zhǔn)曲線溶液，通過計(jì)算求出每個樣品所吸附的蛋白含量。

如附圖4和5所示，經(jīng)聚合物及其薄膜處理后，金黃色葡萄球菌菌體仍保有較完好的外部形態(tài)，但菌體表面粗糙，菌體胞壁出現(xiàn)顯著皺褶和破裂，而且觀察到細(xì)菌表面有許多顆粒狀物出現(xiàn)，并有小泡和小球形成；大部分大腸桿菌表面都有明顯的孔洞出現(xiàn)，另外還有部分菌出現(xiàn)了斷裂和坍塌的現(xiàn)象。如附圖6所示，聚合物及其薄膜對大腸桿菌(a,b)和金黃色葡萄球菌(c,d)的live/dead染色實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以看出，細(xì)菌基本上都被染成紅色，說明細(xì)菌細(xì)胞膜已經(jīng)被破壞。由抗蛋白粘附結(jié)果可知：聚合物及其薄膜平均能夠抵抗50％-70％的牛血清蛋白粘附(即沒有粘附或者吸附的蛋白占總量的比例)。

依據(jù)本發(fā)明內(nèi)容進(jìn)行工藝參數(shù)的調(diào)整，均可實(shí)現(xiàn)共聚物涂膜的制備，且性能與實(shí)施例基本一致。以上對本發(fā)明做了示例性的描述，應(yīng)該說明的是，在不脫離本發(fā)明的核心的情況下，任何簡單的變形、修改或者其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠不花費(fèi)創(chuàng)造性勞動的等同替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。