细菌计数器对聚多巴胺涂层的抗污染性能研究的

生物粘附是一种常见的材料表面的生物污染 现象，是一种界面行为，通常是指污染物( 如蛋 白、细菌、真菌等) 在材料表面吸附/粘附的现象， 广泛地存在于自然界和人们的生活中。蛋白质、 细菌等生物分子在材料表面的附着和聚集，会对 材料表面造成污染，影响材料与器件及设备的使 用性能。例如，蛋白质经常在植入式生物器 件表面发生非特异性粘附，造成检测失准、性能降低。

多巴胺、氯化钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、BCA 试剂盒购自国药集团化学试剂有限公司。酵母粉、 蛋白胨、琼脂购自北京欣经科生物技术有限公司。 细胞培养液、SYTO9/PI 购自西格玛试剂公司。 恒温培养箱( LＲH-70，上海一恒科学仪器有 限公司) ; 灭菌锅( YX-280D，江阴滨江医疗器械设 备有限公司) ; 超净工作台( SW-CJ-1FD I 类 B 型， 苏静安泰洁净工作台) ; 离心机( Micro Centrifuge 220vAc) ; 摇床( HZ-9211K 恒温振荡器，太仓市科 教器材厂) ; 细菌计数器( Shineso 江苏海门市其林贝尔仪器制造有限公司) 和酶标仪。

将 1cm×2. 5cm 的空白基底浸入使用 tris 缓 冲溶液( pH 8. 5) 新鲜配制的 2mg /mL 多巴胺溶 液，分别进行静置过夜生长聚多巴胺薄膜和在摇 床中以 300r /min 振荡过夜生长聚多巴胺薄膜。然后，将空白基底、静置生长的聚多巴胺薄膜和振 荡生长的聚多巴胺薄膜分别与 2mL 1. 7g /L 的牛 血清蛋白( BSA) 的磷酸缓冲溶液在 37℃ 下共培 养 4h，取出并分别放入 2mL 的磷酸缓冲溶液中超 声洗涤 15s。使用酶标仪在 562nm 下测量样品的 吸光度。根据标准曲线，算出每个孔中的吸光值， 计算每种材料的单位面积上蛋白的吸附量。

活化金黄色葡萄球菌和大肠杆菌。然后，分 别取出 2mL，离心，弃其上清液，加入磷酸缓冲溶 液至 2mL，振 荡 均 匀。用紫外分光光度计在 600nm 测试菌悬液吸光度。当吸光度值置于 0. 2 ～ 0. 8 之间时，为有效; 否则，继续用磷酸缓冲溶 液调整，使其吸光度值至 0. 2 ～ 0. 8 区间。用有效 的菌悬液作为为初始菌悬液，用磷酸缓冲溶液进 行梯度稀释，稀释 8 次，选最后 3 组菌浓度分别为 107 、106 和 105 CFU /mL 的菌悬液进行抗粘附测 试。以振荡生长的聚多巴胺为实验组，以静置生 长的聚多巴胺薄膜涂层和空白基底作为对照组实 验。在无菌条件下每种材料分别放入六孔板中， 然后在每孔放入 2mL 不同浓度的菌悬液中，放在 恒温培养箱温存 24h。然后，分别将材料取出，用 磷酸缓冲溶液轻轻冲洗。再用 SYTO9 /PI 对材料 表面进行避光染色 15min。之后，用磷酸缓冲溶 液轻轻冲洗材料，再在 20 倍共聚焦显微镜下观察 细菌吸附在材料表面的情况。用 Image-J 软件处 理图像，计算出单位面积材料上细菌吸附量。

将不同基底材料( 玻璃、不锈钢和塑料片) 放 入新鲜配置的多巴胺溶液，然后，分别进行静置和 振荡处理 24h。然后，取出，观察发现在静置处理 的样品组中，所有的样品表面均形成了一层均匀 的淡黄色薄膜; 在振荡处理的样品组中，所有的样 品表面均形成了一层不均匀的黑色薄膜，如图 1 所示。这些结果表明，聚多巴胺涂层可以在多种 基底材料表面生成，而且，振荡方法生成的聚多巴 胺涂层表现出与黑色素类似的本体颜色，说明振 荡方法生成的聚多巴胺涂层较厚。这应该与振荡 过程加快了多巴胺的自聚合反应速度相关。 有趣的是，据报道静置溶液方法生成的聚多 巴胺涂层通常具有约 60°的静止接触角。我们 在静置生成的聚多巴胺涂层表明也测量到 55°的静止接触角。然而，振荡生成的 聚多巴胺涂层的接触角低于 15°，表明该振荡生 成的聚多巴胺涂层具有超亲水性。这有望赋予该 聚多巴胺涂层良好的抗生物吸附性能。材料表面是否能够抵抗蛋白质吸附是材料表 面是否抗生物污染的关键因素之一。由于 BSA 在通常的培养基中的含量比较高，所以本实验使 用 BSA 来研究蛋白吸附，并使用 BCA 试剂盒来 研究 BSA 在空白基底、静置生长的聚多巴胺薄膜 和振荡生长的聚多巴胺薄膜上的吸附情况。可以看出，振荡生长的聚多巴胺薄膜上蛋 白吸附量明显低于空白基底和静置生长的聚多巴 胺薄膜上蛋白吸附量，说明振荡生长的聚多巴胺 薄膜能够有效地降低蛋白吸附。

研究表明，振荡生长的聚多巴胺薄膜颜色更 深、成膜较厚，并表现出超亲水性，从而对 BSA 和 革兰氏阳性的金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性的大 肠杆菌均表现出良好的抗吸附性能。这种振荡方 法制备的超亲水性的聚多巴胺薄膜可以作为一种 绿色的、生物兼容的抗污染涂层材料，在生物医学 领域有较好的应用前景。





 

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