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細菌計數器對聚多巴胺涂層的抗污染性能研究的

返回列表 來源:未知 發布日期:2019-08-20 15:00【

生物粘附是一種常見的材料表面的生物污染 現象,是一種界面行為,通常是指污染物( 如蛋 白、細菌、真菌等) 在材料表面吸附/粘附的現象, 廣泛地存在于自然界和人們的生活中。蛋白質、 細菌等生物分子在材料表面的附著和聚集,會對 材料表面造成污染,影響材料與器件及設備的使 用性能。例如,蛋白質經常在植入式生物器 件表面發生非特異性粘附,造成檢測失準、性能降低。



1 實驗部分

1. 1 實驗器材與藥品


多巴胺、氯化鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、BCA 試劑盒購自國藥集團化學試劑有限公司。酵母粉、 蛋白胨、瓊脂購自北京欣經科生物技術有限公司。 細胞培養液、SYTO9/PI 購自西格瑪試劑公司。 恒溫培養箱( LRH-70,上海一恒科學儀器有 限公司) ; 滅菌鍋( YX-280D,江陰濱江醫療器械設 備有限公司) ; 超凈工作臺( SW-CJ-1FD I 類 B 型, 蘇靜安泰潔凈工作臺) ; 離心機( Micro Centrifuge 220vAc) ; 搖床( HZ-9211K 恒溫振蕩器,太倉市科 教器材廠) ; 細菌計數器( Shineso 江蘇海門市其林貝爾儀器制造有限公司) 和酶標儀。



1. 2 蛋白粘附測試

將 1cm×2. 5cm 的空白基底浸入使用 tris 緩 沖溶液( pH 8. 5) 新鮮配制的 2mg /mL 多巴胺溶 液,分別進行靜置過夜生長聚多巴胺薄膜和在搖 床中以 300r /min 振蕩過夜生長聚多巴胺薄膜。然后,將空白基底、靜置生長的聚多巴胺薄膜和振 蕩生長的聚多巴胺薄膜分別與 2mL 1. 7g /L 的牛 血清蛋白( BSA) 的磷酸緩沖溶液在 37℃ 下共培 養 4h,取出并分別放入 2mL 的磷酸緩沖溶液中超 聲洗滌 15s。使用酶標儀在 562nm 下測量樣品的 吸光度。根據標準曲線,算出每個孔中的吸光值, 計算每種材料的單位面積上蛋白的吸附量。



1. 3 細菌粘附測試

活化金黃色葡萄球菌和大腸桿菌。然后,分 別取出 2mL,離心,棄其上清液,加入磷酸緩沖溶 液至 2mL,振 蕩 均 勻。用紫外分光光度計在 600nm 測試菌懸液吸光度。當吸光度值置于 0. 2 ~ 0. 8 之間時,為有效; 否則,繼續用磷酸緩沖溶 液調整,使其吸光度值至 0. 2 ~ 0. 8 區間。用有效 的菌懸液作為為初始菌懸液,用磷酸緩沖溶液進 行梯度稀釋,稀釋 8 次,選最后 3 組菌濃度分別為 107 、106 和 105 CFU /mL 的菌懸液進行抗粘附測 試。以振蕩生長的聚多巴胺為實驗組,以靜置生 長的聚多巴胺薄膜涂層和空白基底作為對照組實 驗。在無菌條件下每種材料分別放入六孔板中, 然后在每孔放入 2mL 不同濃度的菌懸液中,放在 恒溫培養箱溫存 24h。然后,分別將材料取出,用 磷酸緩沖溶液輕輕沖洗。再用 SYTO9 /PI 對材料 表面進行避光染色 15min。之后,用磷酸緩沖溶 液輕輕沖洗材料,再在 20 倍共聚焦顯微鏡下觀察 細菌吸附在材料表面的情況。用 Image-J 軟件處 理圖像,計算出單位面積材料上細菌吸附量。



2 結果與討論

將不同基底材料( 玻璃、不銹鋼和塑料片) 放 入新鮮配置的多巴胺溶液,然后,分別進行靜置和 振蕩處理 24h。然后,取出,觀察發現在靜置處理 的樣品組中,所有的樣品表面均形成了一層均勻 的淡黃色薄膜; 在振蕩處理的樣品組中,所有的樣 品表面均形成了一層不均勻的黑色薄膜,如圖 1 所示。這些結果表明,聚多巴胺涂層可以在多種 基底材料表面生成,而且,振蕩方法生成的聚多巴 胺涂層表現出與黑色素類似的本體顏色,說明振 蕩方法生成的聚多巴胺涂層較厚。這應該與振蕩 過程加快了多巴胺的自聚合反應速度相關。 有趣的是,據報道靜置溶液方法生成的聚多 巴胺涂層通常具有約 60°的靜止接觸角。我們 在靜置生成的聚多巴胺涂層表明也測量到 55°的靜止接觸角。然而,振蕩生成的 聚多巴胺涂層的接觸角低于 15°,表明該振蕩生 成的聚多巴胺涂層具有超親水性。這有望賦予該 聚多巴胺涂層良好的抗生物吸附性能。材料表面是否能夠抵抗蛋白質吸附是材料表 面是否抗生物污染的關鍵因素之一。由于 BSA 在通常的培養基中的含量比較高,所以本實驗使 用 BSA 來研究蛋白吸附,并使用 BCA 試劑盒來 研究 BSA 在空白基底、靜置生長的聚多巴胺薄膜 和振蕩生長的聚多巴胺薄膜上的吸附情況。可以看出,振蕩生長的聚多巴胺薄膜上蛋 白吸附量明顯低于空白基底和靜置生長的聚多巴 胺薄膜上蛋白吸附量,說明振蕩生長的聚多巴胺 薄膜能夠有效地降低蛋白吸附。



3 結論

研究表明,振蕩生長的聚多巴胺薄膜顏色更 深、成膜較厚,并表現出超親水性,從而對 BSA 和 革蘭氏陽性的金黃色葡萄球菌和革蘭氏陰性的大 腸桿菌均表現出良好的抗吸附性能。這種振蕩方 法制備的超親水性的聚多巴胺薄膜可以作為一種 綠色的、生物兼容的抗污染涂層材料,在生物醫學 領域有較好的應用前景。





 


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