材料表面接枝聚乙二醇_PEG_刷的研究进展_刘明光

《材料表面接枝聚乙二醇_PEG_刷的研究进展_刘明光》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、·92·材料开发与应用2012年8月文章编号:1003-1545(2012)04-0092-07材料表面接枝聚乙二醇(PEG)刷的研究进展刘明光，张梦，晏欣(海军工程大学化学与材料系，湖北武汉430033)摘要:聚乙二醇(PEG)刷能形成压制细菌靠近、产生排斥渗透力、降低聚合物链段运动性的高亲水性层，可阻止蛋白质的非选择性吸附以及减少细菌和微生物的粘接，可提高基质表面的防污能力，对金属而言亦可增加其缓蚀性能。本文综述了聚乙二醇刷在聚合物、硅基材料和金属等材料表面的应用，并提出了聚乙二醇(PEG)刷在未来应用于非生物金属材料防污及防腐等方面的可能性。关键词:材

2、料表面;聚乙二醇;防污;防腐中图分类号:TQ311文献标识码:A材料表面对微生物、细菌、细胞和蛋白质的定状态。要恢复到稳定状态，必然会将蛋白质等吸附作用会影响材料的使用性能。例如，生物医推出其排斥体积之外，远离材料表面。因此，用材料在接触到血液或生物组织液短短几分钟PEG刷能形成压制细菌靠近、产生排斥渗透力、之后，便会有蛋白质吸附在其界面上，从而导致降低聚合物链段运动性的高亲水性层，可阻止蛋血小板的附着，最终形成血栓，给人体的健康带白质的非选择性吸附以及减少细菌和微生物的［1］［3-5］来不利的影响。水处理用的各种膜材料(分离粘接。因此，PEG刷可用于聚合物

3、膜、硅基材膜、超滤膜和交换膜)对水中微生物的吸附会导料表面和金属表面的防污以及防止蛋白质、细菌［2］致其分离性能下降，因此，提高材料表面对微或微生物在聚合物表面、硅基材料表面和金属表生物、细菌、细胞和蛋白质的抗吸附作用是改善面的吸附和粘接。材料使用性能的重要途径。大量研究表明，亲水性表面能够有效减少与微生物、蛋白质等的接1材料表面形成PEG刷的方法及触和非定向结合，从而减少污染物质在其表面的其应用［3］吸附沉积。聚乙二醇(PolyethyleneGlycol，PEG)是一种利用具有亲水性高、柔顺性大、排斥体积大无毒、中性的水溶性高分子化合物，因具有良好的聚乙

4、二醇对材料表面进行改性的方法主要有的亲水性和生物相容性而被广泛应用在生物、医物理吸附法和化学键合法两种。考虑到经聚乙学、化妆品等领域。在水介质中，PEG分子构象二醇改性后的基质材料表面应具有良好的稳定会发生变化，亲水性的—O—分布于链表面使得性，通常采用化学键合法将聚乙二醇固定在基质聚合物周围变得很容易与水结合，因而对蛋白质材料表面上。在基质材料表面上接枝或拴上聚的附着位点少。在材料表面接枝一定密度和链合物刷一般采用接入和接出两种方法(如图［6］长的PEG，可形成一层能够在水溶液中飘动的聚1)，因此在基质材料表面上接枝含PEG链段［3］合物刷。PEG分子长链

5、对生物大分子可以起的聚合物刷也采用这两种方法。到一定的排斥作用，当蛋白质等生物大分子受到1.1通过接入法在基质材料表面上接枝PEG刷膜材料表面分子层的吸引向材料靠近时，PEG分接入法是利用基质材料表面上的反应基团子链受到压迫导致构象熵减少，分子链处于不稳(X)与含PEG链段的聚合物端基(Y)之间的化收稿日期:2012－02－15基金项目:国家自然科学基金资助项目(50979110)作者简介:刘明光，1987年生，男，硕士研究生，主要从事材料学研究。第27卷第4期刘明光等:材料表面接枝聚乙二醇(PEG)刷的研究进展·93·学反应而实现表面接枝的。基质材料表面上

6、的反应基团可以是固有的，也可以是在基质材料表面通过化学和等离子处理而引入有反应活性的官能团。图2聚氨酯膜表面接枝PEG刷示意图的增长而减小，并且当PEG的分子量为2000时，其吸附量达到最低，PEG分子量为5000时，阻碍蛋白质吸附的效果与分子量为2000时相差不［14］大。Chen等用一端含有疏水性的苄氧基、另一端含亲水性的氢氧基团的BPEG，对聚氨酯进图1形成聚合物刷的接入法和接出法行改性，并以含不同链长的PEG或MPEG为填料，研究了PEG接枝浓度和构型对蛋白质吸附的1.1.1聚合物膜表面影响。研究结果表明:接枝浓度随着PEG、MPEG对于大多数实用的

7、聚合物膜，一般须经过化的回填而增大，纤维蛋白、清蛋白在经PEG回填学处理使其表面产生反应基团。一是通过反应［15］后的表面吸附量也明显降低。Tan等在多孔提高原有基团的活性，使其有利于与PEG反应，的聚氨酯膜表面上接枝含不同分子量的聚乙二例如使羧酸基变成酸酐或使CN基还原成醇，实验证实了PEG接枝到了聚氨酯薄膜上，并［7-9］CH2NH2基。Nie等用乙酸酐处理丙烯腈—得到了合适的接枝时间和温度。经PEG改性后马来酸共聚物膜，使膜表面的羧酸基变成酸酐，的聚氨酯薄膜的亲水性发生了显著的变化，薄膜然后与PEG发生酯化反应，在膜表面上接入PEG表面的孔径和穿透率明

8、显减小。刷，改善了膜的亲水性和血液相容性，表面与水对