[发明专利]一种协同化学和光动力抗菌抗病毒涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种协同化学和光动力抗菌抗病毒涂层及其制备方法，包括以下步骤：S1、将可溶性金属盐、酞菁化合物、多巴胺盐酸盐溶于混合溶剂中，反应得到金属离子－酞菁/多巴胺配位络合物，然后加入Tris溶液，用稀酸调节溶液pH至7.5－10.0；S2、将反应液雾化喷涂到基材表面，利用阳光或氙灯辐照一段时间，基材表面用水和乙醇交替洗涤，晾干即得。本发明根据邻苯二酚与铜离子和锌离子的配位作用，借助多巴胺氧化成膜对基材的粘附性，利用酞菁受光照产生的活性氧簇，促进多巴胺在表面氧化自聚，在基材表面固定具有抗菌抗病毒活性的金属离子和光动力抗菌活性的酞菁化合物，对多数基材具有普适性，方法简单，操作简便，解决了现有技术中所存在的问题。

技术领域

本发明涉及抗菌抗病毒技术领域，特别涉及一种协同化学和光动力抗菌抗病毒涂层及其制备方法。

背景技术

接触病原体污染物是导致传染性疾病流行的主要原因之一。细菌感染，如：鼠疫、霍乱等，不仅传播速度快，死亡率也高。长期以来，为应对细菌感染，防止材料尤其是医疗器械表面被细菌污染，研究人员开发了多种多样的防污、抗菌涂层，主要包括物理结构抗菌防污、抗菌剂(主要是抗生素)浸渍或化学键合改性等。实际应用时，物理结构构建困难；传统抗菌手段过度使用抗生素，导致细菌的耐药性不断增加，迫切需要开发新型非抗生素抗菌涂层技术。

与此同时，病毒传播特别是全球COVID－19大流行已引起人们对于抗病毒涂层的创新方法和技术的关注。尽管过去几十年在开发抗菌表面涂层方面已经做出了巨大的努力，但是对于广泛的抗病毒涂层的系统研究仍然缺乏报道。常用消毒方式如喷洒消毒剂作用时间短且不连续，即使反复消毒依然存在病原体污染的较大风险，费时费力，效果有限。因细菌与病毒细胞本质区别及大小差异，绝大部分传统抗菌涂层无法直接用于材料抗病毒处理。

无论是细菌感染还是病毒感染，都有可能引发致命危机。因此研究开发新的有效的抗病毒抑菌表面，抑制病原体在各种表面上的存活来防止其传播，对于降低传染病流行风险至关重要。

CN111732906A公开了一种抗病毒抗菌功能薄膜。该功能薄膜包括基材、固着在基材上表面的抗病毒抗菌涂层，以及固着在基材层下表面的低粘有机胶层；所述抗病毒抗菌涂层是由含纳米无机/有机复抗病毒抗菌处理剂和透明树脂的涂布液在基材上涂布得到的。该方法包含多层结构，制备过程复杂，方法通用性弱。

CN111938238A公开了一种抗病毒、抗菌多肽的口罩，以活化的织物作为基本材料，在所述基本材料表面键合抗病毒、抗菌多肽，制得所述具有抗病毒、抗菌多肽的口罩。制备步骤繁琐，方法通用性差。

CN111134133A公开了一种生物基抗菌抗病毒纳米材料，其技术方案大致为：向多巴胺溶液中加入可溶性金属盐，获得多巴胺－金属离子罗和溶液，将纤维素纳米晶分散于Tris溶液中，加入S1中获得的多巴胺－金属离子络合溶液，反应后，过滤洗涤，干燥得到生物基抗菌抗病毒纳米材料。该抗菌抗病毒材料以纤维素纳米晶为载体，通过聚多巴胺的粘附作用，将金属离子负载于纤维素纳米晶上形成复合材料，其具有良好的生物相容性、环保型及可降解性，具有优异的抑菌抗病毒作用。但是，该抗菌抗病毒材料仅利用金属离子抗病毒，效果有限，并且其制备方法为浸渍自氧化，反应时间长；此外，浸渍方法仅适用于小件物品改性，不具备普适性。

CN111441169A公开了一种单面喷涂型抗菌发热织物的制备方法，技术方案大致为：多巴胺分子结构中的羟基和氨基易形成氢键，通过喷涂的方法，控制液滴的为小尺寸，能够使得多巴胺均匀的分散在织物表面，有效防止多巴胺的自聚，加入银盐能够在多巴胺和紫外光的作用下还原成纳米银，同时能够与最后加入的辣椒素分子中的亚氨基络合，链端的羟基与底层的多巴胺形成氢键作用，及其长链结构能够将多巴胺和银单质紧密的包裹，提升了抗菌剂纳米银和发热介质辣椒素与织物的结合牢度。但是，该抗菌材料纳米银颗粒仅通过氢键固定，表面牢度较弱；同时该材料只具备银离子单一化学动力抗菌能力，且纳米银具有生理毒性，适用范围有限。

发明内容