溶菌酶与羧甲基纤维素层层自组装印迹聚合物

采用分子印迹技术与层层自组装技术相结合的方法,利用羧甲基纤维素与溶菌酶制备溶菌酶分子印迹聚合物。首先通过层层自组装的方法将带正电荷的溶菌酶和带负电荷的羧甲基纤维素固定在羧甲基纤维素基材表面,再与三氯化铁反应,采用氯化钠溶液洗脱模板蛋白溶菌酶,制备出溶菌酶分子印迹聚合物。扫描电镜测试结果表明,该溶菌酶印迹聚合物的表面与非印迹聚合物的表面相比变粗糙,并且其表面还出现了一些微孔结构;蛋白质吸附测试结果表明,与非印迹聚合物相比,该溶菌酶印迹聚合物对模板蛋白质的吸附量提高了50%;并且该印迹聚合物对模板蛋白质具有一定的选择性吸附能力;对模板蛋白质的再吸附测试表明,该溶菌酶印迹聚合物具有可重复使用性能。     

吸油型聚氨酯泡沫材料的制备及其油水分离性能研究

针对现有的吸油材料大多存在制备方法复杂、成本较高、吸油效率低等缺点,首先采用层层自组装方法,将β-FeOOH纳米棒沉积于软质聚氨酯表面,再利用聚二甲基硅氧烷对泡沫进行疏水改性,使聚氨酯泡沫表面具有超疏水超亲油的特性.经过β-FeOOH和聚二甲基硅氧烷改性的聚氨酯泡沫其水接触角达到142°,能够快速吸附水面上的油层.对不同油品的吸附倍率能达到自身重量的19~31倍,且在50次重复吸油后仍能保持稳定的高吸油倍率.     

过渡层引入中空微球的γ-Al_2O_3超滤复合膜的制备及其性能

为了提高γ-Al_2O_3超滤复合膜的渗透性,分别使用溶胶凝胶法、无皂乳液聚合法和静电相互作用制备勃姆石溶胶、羧基化聚苯乙烯(PSA)微球和自组装微球,再通过浸渍-提拉结合高温煅烧,将γ-Al_2O_3中空微球引入到复合膜的过渡层中,利用物理吸附仪、动态接触角和扫描电子显微镜(SEM)对复合膜修饰层的孔径、亲水性及形貌进行表征,采用纳米粒径电位分析仪分析勃姆石胶粒、PSA微球和自组装微球的粒径分布及表面电位,并测试γ-Al_2O_3超滤复合膜对牛血清蛋白和溶菌酶的抗污染性能及其纯水渗透性能.结果表明,勃姆石胶粒与PSA微球表面带有相反电荷,二者自组装形成了平均粒径为412.0 nm的微球,中空微球的引入提高了超滤膜的纯水通量,达到了205.3 L/(m2·h),水接触角为31.2°,对溶菌酶和牛血清蛋白的通量恢复率分别为81.5%和72.2%,对应的截留率分别为91.2%和82.0%.     

具有多重抗菌性能的聚氨酯的合成及表征

为了有效防止细菌生物膜在生物材料表面形成,通过用α-叔胺基-ω-羟基聚乙二醇 （NPEG）对聚氨酯进行封端并用卤代烃进行季铵化.利用PEG的抗粘附性能和季铵盐的物理杀菌功能,得到表面具有抗细菌粘附和永久杀菌的双重功能的新型聚氨酯,并研究了材料的本体结构和表面性质及抗菌性能.1HNMR,GPC 证明了所合成的NPEG和聚氨酯的结构.FTIR、DSC和力学性能研究发现,封端剂的引入对聚氨酯的微相分离结构和力学性能的影响较小.但是,水接触角研究发现,NPEG能够在聚氨酯表面富集.这是由于链端的活动性好,而且,PEG链与长链烷基协同作用而迁移至聚氨酯表面.抗菌实验发现,PEG间隔的引入能够显著提高材料的抗菌性能.     

自组装技术在细胞传感器相容性设计中的应用

为了提高细胞传感器表面的生物相容性并引导细胞定向定位生长,采用自组装单分子层（SAM）技术修饰细胞传感器表面,利用有机分子各官能团之间相互作用的范德华力层层组装成纳米尺寸薄膜,使电极测试区域吸引细胞,而背景区域排斥细胞,有效地引导细胞贴附在电极区域上.并使用荧光标记,电化学扫描和实时阻抗扫描方法对SAM修饰后表面评估.结果表明,该表面适合细胞生存生长,具有良好的生物相容性和稳定的电化学特性,能够大大提高细胞定位的成功率.在SAM技术修饰的微电极阵列传感器（MEA）表面培养乳鼠心肌细胞并进行胞外电位检测实验,进一步表明SAM技术可被应用于细胞电生理研究领域.     

不锈钢网超疏水改性及在油水分离中的应用研究

通过对不锈钢网进行表面修饰改性使其转变为超疏水表面,从而实现含油废水的快速、高效油水分离。首先,以不锈钢网为基底利用壳聚糖和正硅酸乙酯(TEOS)为硅源制备的Si O2溶胶对不锈钢网进行表面涂层,然后用甲基三氯硅烷(MTCS)对修饰后的不锈钢网进行表面疏水改性,获得具有超疏水性能的不锈钢网。对制备的超疏水/亲油的不锈钢网材料表面形貌、静态接触角进行表征,并测试其油水分离效率。结果表明,不锈钢网材料具有很好的超疏水/亲油性能,水接触角测试均达到154.94°。利用该材料可很好地实现油水混合物的分离,对正癸烷/水混合物经过50次重复分离,分离效率仍能达到96.62%,并且对不同油品均呈现出良好的分离效果,展现出油水分离广阔的应用前景。     

层层自组装法制备聚电解质/改性碳纳米管复合纳滤膜

分别用浓硫酸和乙二胺对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行改性,制得了磺化和氨化碳纳米管.研究了不同改性方式的碳纳米管在聚电解质中的分散特性及二者的相互作用,磺化碳纳米管在聚阳离子聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)中显示出最优的分散性能.以水解改性的聚丙烯腈(PAN)超滤膜为基膜,将磺化改性的碳纳米管添加到PDDA中,与聚阴离子聚苯乙烯磺酸钠(PSS)层层自组装制得了改性碳纳米管复合纳滤膜.接触角测试结果表明,复合膜表面亲水性随磺化碳纳米管加入量的增加而提高.加入磺化碳纳米管的复合膜表面zeta电位比未加入的膜略有升高.SEM结果表明,复合物和聚电解质成功组装在基膜表面.随着碳纳米管加入量的增加,复合膜对Na_2SO_4的截留率和水通量均出现先升高后降低的趋势,聚电解质PDDA中磺化碳纳米管浓度为0.04 g/L时,复合膜有最优的分离性能.     

基于自组装原位生长法制备聚苯胺/CNTs纳米复合物修饰叉指电极的葡萄糖生物传感器

采用自组装原位生长制备基于聚苯胺/CNTs纳米复合物修饰叉指电极的葡萄糖生物传感器.首先采用自组装的方式制备CNTs修饰叉指电极,并采用对甲苯磺酸掺杂聚苯胺,原位在修饰电极表面生长聚苯胺,制备了PANI/CNTs修饰电极;然后将葡萄糖氧化酶固定在修饰电极表面制备了葡萄糖生物传感器.采用拉曼光谱、扫描电子显微镜、原子力显微镜等对所制备的PANI/CNTs复合物进行了表征分析;采用循环伏安法和电化学阻抗法研究了修饰电极的电化学行为.传感器性能评价结果表明:在最优化条件下,葡萄糖浓度与响应电流在0.5~30 mmol/L范围内呈现良好的线性关系,响应灵敏度为62.17μA/(mmol·L-1),线性相关系数为0.997,检出限为0.15 mmol/L(S/N=3),并具有良好的重现性和稳定性.     

不锈钢滤网的改性及其疏水亲油性能

采用FeCl3的乙醇溶液刻蚀不锈钢网,进而用硬脂酸的二甲苯溶液对其进行表面修饰改性,制备具有疏水亲油表面的油水分离滤网。采用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱分析,接触角测试等方法对改性滤网表面进行表征,并进行油水分离实验。实验结果表明:刻蚀后的不锈钢滤网的钢丝表面粗糙度显著增大,经硬脂酸修饰后的不锈钢滤网与水的接触角达到146°,具有良好的疏水特性。改性后的滤网用于油水分离实验时,其分离效率在98%以上,分离速率快极,且具有良好的重复使用性能。     

明胶-壳聚糖共混材料的酪氨酸酶修饰研究

开展了明胶-壳聚糖共混材料的酪氨酸酶修饰研究,该材料是一种全部由天然高分子构建及修饰的生物材料,即采用蛋白质与生物多糖作为本体材料,采用生物酶作为修饰剂。流变性能测试和凝胶形成实验表明,酪氨酸酶能够催化明胶与壳聚糖进行反应,并使明胶与壳聚糖共混溶液形成凝胶;拉伸测试结果显示,经过酪氨酸酶修饰的明胶-壳聚糖生物材料的拉伸强度比未修饰材料提高了50.22%。此外,与纯明胶材料相比,该生物材料显示出了更好的细菌抑制作用,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑制率分别提高了40.56%和31.13%。