周蓉
,
任鹏飞
,
徐志康
膜科学与技术
doi:10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2015.01.010
分别采用等离子体及乙醇浸润法对微滤膜进行预处理以改善聚多巴胺对聚丙烯微滤膜表面及孔道的改性效果,并对比了两种方法对聚多巴胺沉积量、膜纯水通量及表面形貌的影响.沉积密度和水通量测试表明,相对于等离子体法,乙醇预浸润法可以更好地改善聚多巴胺在微孔膜内的沉积行为.表面衰减全反射红外(ATR/FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)和场发射扫描电镜(FESEM)结果证实聚多巴胺可有效改性乙醇预浸润膜.能量色散X射线光谱(EDX)分析显示聚多巴胺完整且均匀地分布于膜孔道中.改性膜在为期27天的测试中表现出了较好的稳定性.此外,动态蛋白过滤实验表明,改性后膜的抗污染性能得到显著提升.
关键词:
聚多巴胺
,
聚丙烯微孔膜
,
乙醇浸润预处理
,
等离子体预处理
柴微波
,
王会娟
,
安学涵
,
丁国生
色谱
doi:10.3724/SP.J.1123.2016.07018
聚多巴胺作为新型仿生材料,具有制备过程简单、环保和适用面广(可用于各种类型基质表面改性)等优点,已被广泛应用于化学、生物医学、药学、传感器和电池制造等领域.在分离科学领域,聚多巴胺不仅可用于制备色谱固定相,也可用于制备新型的富集材料.该文对聚多巴胺的形成机理研究现状进行了简单介绍,主要综述了近年来聚多巴胺在色谱分离和富集领域的应用,包括毛细管电泳/电色谱、液相色谱、分子印迹固相萃取、分散固相微萃取和固相微萃取等技术领域.
关键词:
聚多巴胺
,
色谱分离
,
富集
,
综述
谭英
,
谭帼馨
,
宁成云
,
容锡沧
,
张余
,
周蕾
无机材料学报
doi:10.15541/jim20140162
通过多巴胺自聚合在钛表面构建了仿生聚多巴胺(PDA)膜层,有利于类骨羟基磷灰石在钛表面的沉积,体现了良好的生物活性.利用聚多巴胺的螯合效应及还原性,将纳米银颗粒载入聚多巴胺修饰钛表面;利用场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、显微激光拉曼光谱(Raman)和石墨炉原子吸收光谱(GF-AA5)对聚多巴胺/纳米银修饰钛表面的银粒径、含量及离子释放进行表征.采用杀菌率和表面细菌粘附对聚多巴胺/纳米银修饰钛表面的体外抗菌性能进行检测,研究结果表明:纳米银对金黄色葡萄球菌具有较强的杀菌能力,且MC3T3-E1细胞早期粘附和增殖结果证实本研究得到的聚多巴胺/纳米银修饰钛表面具有良好的体外细胞相容性.
关键词:
钛
,
聚多巴胺
,
纳米银颗粒
,
抗菌性能
,
细胞相容性
谭帼馨
,
欧阳孔友
,
周蕾
,
刘燕
,
张兰
,
宁成云
无机材料学报
doi:10.15541/jim20150097
通过聚多巴胺自组装在钛表面构建钙离子螯合平台，探讨聚多巴胺的酚羟基(–C–OH)和醌基(–C=O)螯合钙离子机理，并研究其生物学性能。利用 X 射线光电子能谱分析聚多巴胺螯合钙离子化学基团的变化，结果显示：聚多巴胺螯合钙离子后，–C–OH峰面积从73.8%降至37.3%，–C=O从26.2%升至62.7%，证明聚多巴胺的酚羟基与钙离子螯合过程中向醌基转化；场发射扫描电镜、傅立叶红外光谱、X 射线衍射仪和透射电镜分析表明聚多巴胺和钙离子的协同作用促进羟基磷灰石(HA)前驱体成核，诱导 HA 的形成；采用小鼠成骨细胞(MC3T3-E1)粘附和活性实验进行细胞相容性评价，结果表明钛表面通过聚多巴胺螯合低浓度的钙离子有利于成骨细胞粘附，且具有良好的细胞相容性。
关键词:
聚多巴胺
,
螯合机理
,
钙离子
,
生物活性
,
细胞相容性
郑譞
,
龚春丽
,
刘海
,
汪广进
,
程凡
,
郑根稳
,
文胜
,
熊传溪
无机材料学报
doi:10.15541/jim20160182
以聚多巴胺包覆碳纳米管为载体,借助聚多巴胺超强的粘附性,利用简单的溶液浸渍法制备了磷钼酸负载碳纳米管(PMA@CNTs)复合物.通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和电化学测试等对复合物的组成、结构、形态和超级电容性能进行了表征.结果表明:聚多巴胺可将磷钼酸均匀且牢固地负载在碳纳米管上.在0.5 mol/L的H2SO4电解液中,复合物的最大比容量为511.7 F/g,最大能量密度可达66.8 Wh/kg,相应的功率密度为1000 W/kg.经过1000次循环,比容量无任何衰减.以上研究结果说明PMA@CNTs复合物在电化学储能领域拥有极好的发展前景.
关键词:
聚多巴胺
,
碳纳米管
,
磷钼酸
,
复合材料
,
超级电容器
廖凡
,
马剑琪
,
葛红光
无机材料学报
doi:10.15541/jim20160427
采用溶剂热法制备单分散的CoFe2O4亚微米球,分别用正硅酸乙酯(TEOS)和多巴胺(DA)为前体通过溶胶-凝胶法和自聚合法对CoFe2O4核表面进行修饰形成具有多层核壳结构的PDA@SiO2@CoFe2O4,最外层为聚多巴胺(PDA).采用原位还原法在PDA表面沉积均匀的银纳米粒子,合成Ag/PDA@SiO2@CoFe2O4磁性复合粒子.采用透射电子显微镜(TEM)、X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)、振动探针式磁强计(VSM)和电感耦合等离子发射光谱仪(ICP-OES)对样品的形貌、结构等进行表征,并研究其对大肠杆菌(E.Coli)和金黄色葡萄球菌(S.Aureas)的抑菌性能.结果表明,当Ag浓度在0.6 mg/mL时,Ag/PDA@SiO2@CoFe2O4对E.Coli和S.Aureas的抑菌率均在92％以上.除了优异的抑菌性能,它具有很强的磁性,可以通过外加磁场回收利用.
关键词:
磁性
,
聚多巴胺
,
纳米复合材料
,
抑菌性能
杨啸天
,
帅茜
,
罗艳梅
,
董亦可
,
谭月明
,
陈波
,
马铭
应用化学
doi:10.11944/j.issn.1000-0518.2015.06.140365
受海洋贝类生物黏附蛋白的启发,在碱性环境下利用多巴胺的自聚合性质,在聚氨酯海绵表面聚合活性聚多巴胺薄层,采用葡萄糖还原银离子进一步沉积微纳米银粒子构筑表面微纳结构,并水解聚二甲基硅氧烷前驱体对表面进行疏水改性,制备出了接触角大于150°的超疏水表面.利用接触角测定、扫描电子显微镜及能量弥散X射线谱和傅里叶红外光谱等技术手段对制备的改性海绵进行了表征,表明微纳米银粒子和硅甲基疏水基团被成功修饰到了海绵表面.改性海绵对有机溶剂和油类物质具有高选择性和高吸收性.吸收的有机溶剂和油类物质的质量能够达到其自身质量的12倍以上.饱和吸收后的海绵仅通过物理挤压即可将吸收的物质回收并使海绵恢复弹性和吸附能力,得到再生.该研究为油水分离和废油回收提供了一种经济、高效、环境友好的方案.
关键词:
超疏水海绵
,
改性海绵
,
聚多巴胺
,
微纳米银粒子
,
聚二甲基硅氧烷
,
油水分离
曹诗林
,
徐培
,
马永正
,
姚潇晓
,
姚远
,
宗敏华
,
李雪辉
,
娄文勇
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(16)62528-7
催化剂是化学工业的重要基础，其中酶是重要的高效天然催化剂。近年来，酶被越来越多地应用于工业领域，如精细化工、食品工业、制药工业、纺织业和制浆造纸。然而，由于游离酶存在价格昂贵及操作稳定性(特别是回收与重复使用性能)低等缺点，其在工业上的进一步应用受到一定限制。对酶进行固定化是解决上述问题的有效途径。一个理想的酶固定化技术需要载体具有良好的生物相容性和高比表面积，能够负载适量的酶并且具有很好的重复使用性能，固定化酶的过程简单温和，所得到的固定化酶制剂具有良好的催化性能、稳定性以及工业应用价值。尽管固定化酶技术经过了多年的发展，但仍需进一步研究。近几年，人们研究了基于纤维素纳米晶类、聚多巴胺类纳米载体以及生物相容性合成有机物纳米胶等新型载体对酶的固定化，取得了较好的成果。本文综述了这些新型纳米载体的制备以及酶的固定化过程，阐述了纳米载体固定化酶的结构和催化性能，并展望了发展前景。纤维素是全球产量最高、来源最广的生物聚合物。纤维素经过一定的酸(常用硫酸和盐酸)水解处理后，剩下的是具有高结晶度的纤维素纳米晶。它具有高比表面积、高机械强度和高长径比等优异性能。因此，研究者利用纤维素纳米晶作为载体进行酶固定化，获得了高负载量、高催化性能的固定化酶制剂。基于仿生矿化法制备的聚多巴胺类材料近年来获得研究者越来越多的关注。多巴胺具有良好的自聚合能力，可以对无机、有机等各种材料进行表面修饰。同时，聚多巴胺中含有的活性官能团可以与酶发生交联，从而达到固定化酶的效果。基于合成性聚合物纳米胶载体的固定化酶技术同样是一个新兴的、有意义的研究领域。相关的固定化过程可分为两大类：(1)在酶分子表面通过原位聚合生成纳米胶(growing-from过程)；(2)将酶与预先合成的纳米胶进行交联(grafting-to过程)。其中， growing-from过程是先将酶分子丙烯酰化，再进行原位聚合。而原位聚合又可分为自由基聚合、原子转移自由基聚合(ATRP)和可逆加成-断裂链转移聚合(RAFT)。其中， ATRP和 RAFT主要用于制备环境响应型的酶-聚合物纳米凝胶。
关键词:
酶固定化
,
纤维素纳米晶
,
聚多巴胺
,
生物相容性材料
邓啸
,
曹诗林
,
李宁
,
吴虹
,
ThomasJ. Smithd
,
宗敏华
,
娄文勇
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)61045-2
脂肪酶是一种三酰基甘油水解酶,目前广泛用于油脂化学、食品、有机合成和生物医药等领域.但是,游离脂肪酶在有机反应体系中容易失活,难以从反应体系中回收,导致其循环利用困难和生产成本增加.因此,需要对游离脂肪酶进行固定化,提高酶的稳定性和重复使用性,使其能够大规模用于工业生产.
磁性四氧化三铁纳米粒子(MNPs)具有其超顺磁性和大比表面积等性质,但MNPs需表面修饰才能进一步应用.近年来,仿生矿化法制备的聚多巴胺纳米材料受到人们关注.在仿生矿化过程中,单体多巴胺经自聚合作用后形成聚多巴胺,该反应活性高,能对各类有机和无机纳米材料进行表面修饰.而且,聚多巴胺表层中的活性基团能与含有氨基和巯基的生物大分子发生迈克尔加成或席夫碱反应,从而将生物大分子固定在材料表面.
本文利用聚多巴胺表面修饰MNPs,对所得聚多巴胺表面修饰的四氧化三铁纳米粒子(PD-MNPs)进行了结构表征.结果表明, PD-MNPs尺寸在14 nm左右.同时,成功将黑曲霉脂肪酶(ANL)固定在PD-MNPs上,结果显示在pH=8、固定化时间为12 h条件下,酶负载量为138 mg/g,酶活回收率达到83.6%,而且固定化酶的pH稳定性及热稳定性、储藏稳定性都优于游离酶.动力学研究表明,固定化酶Km值(63.2 mmol/L)低于游离酶(74.5 mmol/L),固定化酶的底物亲和性增强.进一步研究了固定化酶和游离酶在乙腈、二甲基亚砜、乙醇和[HMIm]BF4这四种溶剂中的溶剂耐受性,结果显示固定化酶的耐受性均强于游离酶.采用红外光谱对游离酶和固定化酶二级结构的分析表明,游离黑曲霉脂肪酶经固定化后,α-螺旋和β-折叠含量分别增加了0.84%和2.74%,使得固定化后α-螺旋和β-折叠中存在的氢键能够更好地保持酶结构刚性,避免因结构改变而引起酶失活,增强了固定化酶在溶剂中的耐受性.
二氢杨梅素是一种具有类黄酮结构的天然产物,具有抗氧化、抗菌、抗肿瘤和保护肝脏等作用,但其脂溶性很差,很难透过细胞膜被人体吸收.本课题组曾首次以乙酸乙烯酯为酰基供体,采用游离脂肪酶生物催化方法成功将二氢杨梅素酰化.本文考察了PD-MNPs固定化脂肪酶在二氢杨梅素酰化反应中的应用.结果表明,与游离酶相比,固定化酶在反应介质二甲基亚砜中的耐受性更强,反应48 h后其催化二氢杨梅素酰化的转化率接近80%,明显好于游离酶(69%).固定化酶催化二氢杨梅素酰化的最适底物摩尔比、温度和酶量分别为10：1(乙酸乙烯酯：二氢杨梅素)、45oC,和40 U.此外,固定化酶在外界磁场作用下能迅速从反应混合物中分离,从而可回收利用,在重复使用10次后,其活性仍保持在初始活性的55%以上,具有良好的工业应用前景.
关键词:
磁性四氧化三铁
,
纳米粒子
,
聚多巴胺
,
黑曲霉脂肪酶
,
二氢杨梅素
,
酰化
谭帼馨
,
谭英
,
宁成云
,
周蕾
,
黄俊鹏
,
何天瑞
,
王航
,
廖景文
,
陈晓峰
稀有金属材料与工程
通过多巴胺自聚合在碱热处理多孔钛表面构建了聚多巴胺(PDA)膜层,利用聚多巴胺自身的还原性,成功将纳米银颗粒载入聚多巴胺修饰多孔钛表面,并探讨了沉积时间对纳米银颗粒负载量的影响.利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、场发射扫描电镜(FE-SEM)、能谱仪(EDS)、接触角测定仪和X射线光电子能谱(XPS)对聚多巴胺修饰及其载银多孔钛表面进行表征.研究结果表明,多巴胺能够在多孔钛表面自聚合形成聚多巴胺层,保留了钛表面的多孔结构;纳米银颗粒均匀沉积在PDA修饰的多孔钛表面,随着沉积时间的增加,多孔钛表面纳米银颗粒的负载量增加.
关键词:
多孔钛
,
聚多巴胺
,
纳米银颗粒
