基于多巴胺自聚合及肝素固定改善钛的血液相容性

利用多巴胺自聚合及肝素固定的方法对纯钛进行表面修饰, 以改善其血液相容性. 采用水接触角测量、 X射线光电子能谱(XPS)和甲苯胺蓝法(TBO)等方法对所修饰的材料进行了表征. 采用溶血实验检测了材料的溶血性能, 并结合活化部分凝血活酶时间(APTT)测试和血小板黏附实验对所修饰材料的血液相容性进行了评价. 结果表明, 多巴胺能够在钛表面实现自聚合, 肝素可以共价接枝在聚多巴胺层上, 经肝素修饰后的材料的表面亲水性显著提高, 而且具有较低的溶血率, APTT时间显著延长, 血小板的黏附数量和被激活程度也显著降低. 因此, 纯钛经多巴胺自聚合以及肝素接枝修饰后的血液相容性得到了显著改善, 有望成为具有抗凝血功能的新型心血管植入材料.     

聚多巴胺薄膜对316L不锈钢表面抗菌改性的研究

通过聚多巴胺薄膜结合和复合水溶性庆大霉素分子,以改善医用316L不锈钢的抗菌性能。扫描电镜、电子能谱和X射线光电子能谱分析表明,不锈钢表面的自聚合多巴胺薄膜很薄。电化学测试表明,聚多巴胺薄膜使阻抗谱的膜电阻减小,极化曲线的维钝电流密度增大。与多巴胺结合庆大霉素试样相比,多巴胺复合庆大霉素试样具有更稳定的抗菌性能。     

基于电聚多巴胺技术一锅法快速构建生物活性界面的研究

通过精确控制电化学参数采用循环伏安法在中性无氧水环境中制备得到膜厚可控的电聚多巴胺膜,并将这种电聚多巴胺技术与生物活性分子的负载相结合,通过一锅法电聚得到含REDV活性短肽的聚多巴胺活性膜,快速便捷地构建了具有促内皮细胞粘附的生物活性界面.椭圆偏振仪、扫描电子显微镜证实了材料界面上形成了均一的聚多巴胺膜;X射线光电子能谱以及荧光分析结果证实了REDV短肽已负载于电聚多巴胺涂层中.内皮细胞体外黏附实验证实REDV短肽保持了良好活性,可有效促进内皮细胞黏附、铺展及粘着斑的形成.这种一锅法快速制备具有生物活性的电聚多巴胺涂层技术有望为复杂的导电生物材料和装置的多功能界面修饰提供新的途径.     

零流电位法考察聚苯胺膜的pH响应性质

将经电化学聚合的聚苯胺膜修饰的铅笔芯电极连接于一种新型电化学检测系统中,采用零流电位法考察了聚苯胺膜的pH响应性质。结果表明:试验制得的聚苯胺膜主要以中间氧化态形态存在,在B-R缓冲溶液中pH可控的质子化和去质子化形态转换,导致零流电位E_(ZCP)-pH曲线呈现两段相交的线性关系,其pH范围分别为pH 1.81～5.43及pH 5.43～9.91,两直线的交叉点在pH 5.43处,由此求得中间氧化态的pK_a值为5.43。     

聚多巴胺在强负电型微球表面的形貌调控

多巴胺(DA)已被证实可在多种材料的表面进行氧化自聚而形成聚多巴胺(PDA),但其在带强负电荷的表面上的聚合机理和所形成的形貌却还不太明确。 为考察材料表面的电负性、氧化条件等对DA氧化自聚速度和聚多巴胺层形貌的影响,本文通过无皂乳液聚合制备了以聚苯乙烯(PS)为核、聚丙烯酸(PAA)为壳的纳米粒子(PS/PAA NPs),探究其表面的阴离子在不同pH缓冲液、反应时间下与DA的加入量对聚合过程及其形貌的影响。 通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和Zeta电势对所得纳米粒子的结构、形貌与尺寸等进行分析。 结果发现,在pH值为8.5的三羟甲基氨基甲烷(Tris)缓冲溶液中,当DA与PS/PAA NPs的质量比为1∶1时,在反应24 h后,PDA以纳米颗粒的形式存在于PS/PAA NPs的表面,即所形成的PS/PAA/PDA NPs为明显的树莓状结构。 随着DA含量的增加和反应时间的延长,所形成的树莓状粒子粒径增大;当DA远远过量时,PDA最终在微球表面形成致密、均匀的壳层。 Zeta电势结果表明树莓状结构是由于DA在PAA表面聚合过程中受到静电相互作用和电荷排斥作用间的竞争而形成的,随着DA量的增大和反应时间的延长,形成的静电作用增大,使较多的PDA粘附至PAA表面而形成较致密的均匀壳层。 同时,DA在电负性较小的PS/SDS微球和非离子的PS微球表面聚合时,均形成致密的PDA壳层。 因而,材料表面的电负性大小可以调控DA在其表面的沉积,以制备不同形貌的PDA复合材料。     

聚多巴胺包埋G-四联体/血红素DNA酶制备过氧化氢生物传感器

利用多巴胺的氧化自聚实现对G-四联体/血红素DNA酶的包埋,成功构建了H2O2电化学生物传感器。DNA和血红素混合得到G-四联体/血红素复合物;DNA酶物理吸附在玻碳电极上后,将10μL 5 g/L多巴胺的磷酸盐缓冲液(pH 8.0)滴在表面,空气中的氧气氧化多巴胺形成聚多巴胺膜,实现DNA酶的固定。考察了不同DNA序列对传感器性能的影响,表明电化学与光学传感过程具有不同序列响应。此传感器对H2O2的检出限为2.2μmol/L;线性范围为0.01～1.5 mmol/L。本研究证实了利用聚多巴胺固定酶和用DNA酶代替天然酶构筑传感器的可行性。     

基于聚多巴胺/铜微粒自组装多层膜的无酶葡萄糖传感器

利用多巴胺易于在电极表面发生自聚反应,且聚多巴胺膜中富含邻苯二酚等反应性基团,可通过二次反应实现电极表面的进一步功能化修饰的特点,在玻碳电极(GCE)表面,将多巴胺自聚膜(PDA)与铜微粒(Cu)进行层-层自组装,构建了无酶葡萄糖电化学传感器(GCE/(PDA/ Cu) n )。传感器的灵敏度可通过控制多层膜的组装层数进行调控。采用紫外-可见光谱跟踪表征了多层膜的组装过程,结果表明,多层膜的生长是逐步且均匀的过程。采用循环伏安法和电流-时间曲线法研究了修饰电极对葡萄糖的电催化氧化性能。对于GCE/(PDA/ Cu)4,检测葡萄糖的线性范围为0.5~9.0 mmol/ L,检出限为5.8μmol/ L(S/ N=3)。本传感器具有良好的重现性、稳定性和较强的抗干扰能力。将本传感器用于血清中葡萄糖的测定,结果令人满意。     

聚多巴胺涂层的研究与应用进展

多巴胺在有氧化剂且弱碱性环境下会发生自聚合形成聚多巴胺,聚多巴胺能够在多种基底材料(包括贵金属、金属氧化物、无机及有机高分子材料等)表面实现黏附形成聚多巴胺涂层,基于聚多巴胺涂层中含有大量可以参与反应官能团的特点,聚多巴胺涂层表面可以进行二次修饰从而制备功能性材料表面,也可以基于多巴胺/聚多巴胺与功能性物质之间相互作用,一步法制备功能性材料表面。近些年来,基于聚多巴胺涂层发展起来的两步修饰法和多巴胺一步共混沉积法在诸多领域得到了应用。本文主要综述了聚多巴胺涂层的最新研究和应用进展。     

维生素B1的电化学聚合及催化作用

用循环伏安法在石墨电极上制备了VB1聚合膜修饰电极,VB1聚合膜在pH5的PBS中有一对氧化还原峰,峰电位Epd=350mV,Epc=325mV,峰电流与扫描速率的平方根成正比,表明电子在膜中的传递为扩散控制,且聚合膜与VB1单体有不同的电化学性质。实验表明VB1聚合膜对多巴胺、肾上腺素等神经递质有显著的电催化作用。     

多巴胺为前驱体过渡金属与N共同掺杂的碳纳米管催化剂ORR性能研究

采用多巴胺的自氧化聚合在多壁碳纳米管表面进行聚合沉积修饰,经热处理可得到氮掺杂的碳纳米管催化剂,通过调整沉积次数可控制表面聚多巴胺C-N膜的厚度,从而调控N的掺杂量.研究沉积次数对多壁碳纳米管催化剂表面形貌、化学组成及原子结合形态的影响,并考察N掺杂的多壁碳纳米管催化剂的氧还原反应活性.在此基础上,用多巴胺配合Mn、Fe离子进行共同聚合沉积,热处理后得到Mn(Fe)、N共同掺杂的多壁碳纳米管催化剂,对催化剂进行了多种测试和电化学表征.循环伏安和线性扫描的电化学表征表明,N掺杂可有效提高催化剂的氧还原反应(ORR)活性,C-N膜的厚度会影响催化剂性能,Mn(Fe)-N@MWCNTs催化剂的氧还原活性高于只有N掺杂的催化剂,两种催化剂氧还原反应均为4电子反应路径,可直接将氧气还原成H_2O,且F e-N@MWCNTs催化剂表现出较好的抗甲醇能力.SEM照片可以看到聚多巴胺在碳纳米管表面形成C-N膜;R aman分析表明聚多巴胺沉积后提高了催化剂表面的无序性,缺陷增多;XPS表征显示过渡金属的掺杂改变了CN_x的结合状态.     

温度和溶液pH值交互作用对X80钢在模拟土壤环境中腐蚀行为的影响

利用循环伏安法（CV）、电化学阻抗谱（EIS）和Mott-Schottky曲线研究了温度和溶液pH值交互作用下X80钢在模拟土壤环境中的腐蚀性能。结果表明：低pH值条件下X80钢表面会形成一层稳定性差的腐蚀膜;高pH值条件下X80钢表面会形成一层保护性强的腐蚀膜。随着pH值得增大和温度的降低X80钢表面所成腐蚀膜的膜电阻和传递电阻增大,这表明随着pH值得增大和温度的降低X80钢表面所成腐蚀膜对基体的保护性增强。X80钢在模拟土壤环境中表面所成腐蚀膜呈n型半导体特性,膜内施主密度随介质pH值增大而降低,随溶液温度升高而增大。平带电位和pH值之间呈现线性关系。     

基于多巴胺自聚合与表面接枝PHGH制备抗菌纳滤膜

在水溶液中将聚六亚甲基单胍盐酸盐(PHGH)共价接枝在经多巴胺自聚合改性的聚砜膜表面, 制备具有抗菌性能的纳滤膜. 采用全反射红外光谱(ATR-FTIR)、 扫描电子显微镜(SEM)和接触角测试考察膜表面的结构、 形貌和亲水性变化. 探讨PHGH含量对膜的接枝度及分离性能的影响, 并对膜的抗菌性能进行了评价. 结果表明, 经过多巴胺的自聚合和表面接枝PHGH后, 聚砜膜表面形成了具有纳滤分离性能的活性层, 并且膜表面亲水性得到改善. 随着PHGH含量的增大, 膜的纯水通量降低, 而对无机盐和染料的截留性能提高. 接枝后的复合膜具有较高的抗菌性能, 当PHGH含量为3%(质量分数)时, 抗菌率可达98.5%.     

表面活性剂对硫醇单层膜修饰金电极电化学行为的影响

利用自组装方法在金电极表面制备成硫醇单层膜, 循环伏安和交流阻抗实验表明硫醇单层膜与表面活性剂十六烷基三甲基溴化胺作用后, 其电化学行为发生变化, 对于带有不同电荷的探针分子, 表现出一定的选择性响应. 即使是带有相同电荷的探针分子, 由于与表面活性剂的作用方式不同, 也使它们通过硫醇单层膜在电极表面产生电化学响应的程度完全不同.     

多巴胺在dsDNA/Ni2+/聚邻氨基酚修饰碳糊电极上的伏安行为

通过电化学聚合法在碳糊电极上共聚制备了聚邻氨基酚/Ni2+膜(Ni2+/P-OAP/CPE), 研究了膜的伏安特性, 并制成dsDNA修饰电极, 通过电化学和紫外光谱法进行表征. 将dsDNA/Ni2+/P-OAP/CPE电极应用于多巴胺的电催化氧化, 同时将该方法用于盐酸多巴胺针剂的测定, 亦获得了满意的结果.     

基于贻贝仿生化学的分离功能材料

贻贝仿生的表面化学是近年来材料学、化学、生物医学等领域的交叉研究热点。多巴胺可以作为贻贝足丝蛋白(Mfp)超强黏附特性的模型分子,通过复杂的氧化-自聚和组装,形成多种功能的聚多巴胺(PDA)纳米涂层和纳米粒子,在分离膜、吸附材料、生物医用材料、生物黏结剂等领域有着广阔的应用前景。本研究小组近年来持续开展了基于贻贝仿生化学的分离功能材料制备与结构调控的研究工作,率先将多巴胺表面沉积方法应用于多孔分离膜表面的构建与功能化,提出了多巴胺的自聚-沉积过程模型,进而验证了PDA沉积层的纳滤分离特性,建立了一条简单方便的膜表面功能化与纳滤膜制备新途径。本文主要对基于贻贝仿生化学的分离功能材料,特别是分离膜的研究进展进行综述,并对将来的发展趋势进行展望。     

基于多巴胺表面改性技术研究现状

海洋贻贝类生物通过足丝分泌的黏附蛋白,在潮湿环境中可以短时间固化,并紧固黏附在基质表面.研究表明,3,4-二羟基-L-苯基丙氨酸(多巴,DOPA)是这种黏附蛋白中的重要组成部分.多巴胺(DA)作为DOPA的一种衍生物,拥有同样的强黏附性.且多巴胺的自聚合产物聚多巴胺(PDA)存在许多官能团,如邻苯二酚、胺、亚胺,这些官...     

硫醇自组装膜对金电极上吡咯电化学聚合的影响

用电化学聚合法在多种烷基硫醇自组装膜修饰金电极上制备了聚吡咯.通过计时安培法、循环伏安法和交流阻抗技术研究了自组装膜的烷基链长和端基功能团对吡咯聚合过程和性质的影响.当自组装膜较完美时,聚吡咯沉积在自组装膜表面;而当自组装膜有一定缺陷时,吡咯在针孔处成核,然后继续生长并完全覆盖在自组装膜表面.研究结果表明,烷基硫醇的链越短,吡咯聚合越容易;疏水的烷基硫醇自组装膜有利于聚吡咯在电极表面的生长.     

基于聚吡咯纳米线修饰玻碳电极的硝酸根电流型传感器研究

在玻碳电极表面,采用电聚合方法一步制备聚吡咯纳米线。由于聚吡咯的电化学氧化还原过程伴随有硝酸根的掺杂/脱掺杂,基于此构建了硝酸根电流型传感器。详细探讨了电聚合溶液的pH值、电聚合电位、电聚合时间、富集电位和富集时间对聚吡咯纳米线形貌,以及对硝酸根在修饰电极表面电化学响应的影响。在最佳条件下,构建的硝酸根传感器的线性范围为1.0×10-3～4.0×10-3 mol/L,检出限(S/N=3)达到2.2×10-4 mol/L,且具有良好的稳定性、重现性以及抗干扰能力。     

可控硬度多层膜对肿瘤细胞行为的影响

以层状组装多层膜为基础,利用电化学方法精确可控的特点,构建了具有不同硬度的多层膜,并研究了该材料体系对细胞行为的影响规律.采用恒电流法,将聚吡咯(PPy)均匀复合进入聚赖氨酸/透明质酸(PLL/HA)多层膜内部,通过控制通电时间得到不同交联度的(PLL/HA)n@PPy多层膜.利用纳米压痕技术测试了多层膜在交联前后的硬度变化,并进一步研究了该多层膜体系对肿瘤细胞的黏附、增殖和迁移行为的影响.     

聚对苯二酚修饰膨胀石墨电极的制备及其性质

以膨胀石墨作为基体电极,采用循环伏安(CV)法制备了聚对苯二酚(PHQ)修饰膨胀石墨电极。电化学和扫描电子显微镜(SEM)的分析结果均表明:在0.01mol/L对苯二酚(HQ,pH2.0)中,以0.1mol/LNaCl为支持电解质,可通过CV法成功制备电化学性能良好的PHQ修饰膨胀石墨电极,PHQ的电化学聚合机理随聚合体系pH值的变化而不同。当pH≥12.0时,PHQ不能在膨胀石墨表面发生电化学聚合。PHQ在pH2.0～12.0范围内都具有电化学活性,其随着pH值的增大而降低。