第一作者简介：刘东立 男 1959 年生 博士研究生 研究方向：高分子材料
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上海化工
第 43 卷
1.2 PDMAPS 以及 PDMMPPS 的制备 称 取 单 体 DMAPS 3 g， 溶 解 于 45 mL 的 0.1
mol/L 的 NaCl 溶液中，加入到 100 mL 的反应瓶中； 分别称取过硫酸钾 8.1 mg 和亚硫酸氢钠 4.05 mg， 溶解后加入到反应瓶中；密封后，反复抽气并通入氩 气，以除去反应瓶中及溶液中的氧气；置于 30 益的 条件下反应 8 h 左右。PDMMPPS 的制备方法同上。 1.3 两性离子聚合物水解实验 1.3.1 PDMAPS 和 PDMMPPS 在不同 pH 条件下的 水解
1 实验部分
1.1 原料和试剂 1,3-丙磺酸内酯，99%，上海晶纯生化科技股份
有限公司；蛋白胨（FP318）、酵母粉（LP0021），安琪 酵母股份有限公司；大肠杆菌，生物反应器工程国家 重点实验室；乙醇（分析纯）、盐酸（分析纯）、氢氧化 钠（98%）、磷酸二氢钾（化学纯），国药集团化学试剂 有限公司；氯化钠（99.5%，分析纯），上海泰坦科技 股份有限公司；过硫酸钾（分析纯）、亚硫酸氢钠（分 析纯）、丙酮（99.5%），上海凌峰化学试剂有限公司； [2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基) 铵 (DMAPS)、[3-(甲基乙烯酰胺)丙基]二甲基-(3-磺 酸丙基)铵（DMMPPS），99.5%，常州一品堂化学有限 公司。
第 43 卷 第 7 期 2018 年 7 月
上海化工 Shanghai Chemical Industry
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科研开发
甜菜碱型两性离子聚合物的水解及其 对抗菌性能影响的研究
刘东立 1 陈昌林 2 郎美东 2
1 上海东杰高分子材料有限公司 （上海 201108） 2 华东理工大学材料科学与工程学院 （上海 200237）
称 取 聚 合 成 功 的 PDMAPS 2 g， 溶 解 于 100 mL0.1 mol/L 的 NaCl 溶液中，配制成 0.02 g/mL 的聚 合物溶液。将聚合物溶液分成 2 等份，作为平行样作 对比。在室温(25 益)条件下，将 2 份 50 mL 聚合物溶 液分别在 0.1 mol/L 的 NaCl 溶液中透析 （透析袋能 透过分子的相对分子质量低于 7 000），记录时间，每 隔 1 天换一次蒸馏水，分别在第 1，3，6，12，24，48 和 96 d 取一次样，每次取样 5mL 左右，取出的样进行 冷冻干燥，然后做 1H-NMR 测试。为防止外界灰尘、 空气等条件的干扰，透析过程尽量在恒温的密闭条 件下进行。 1.3.3 PDMAPS 和 PDMMPPS 在高温条件下的水解
定性比 PDMMPPS 差：Pascaline Mary[13]报道了经一 次透析提纯的 PDMAPS 的水解率高达 13%左右，而 带有酰胺键的 PDMMPPS 只有 8%。这说明了无论是 PDMAPS 还是 PDMMPPS，在作为防污抗菌材料应用 时，必定会由于水解而失去两性离子基团，从而使防 污效果大大下降，而 PDMAPS 则更为严重，因此，有 必要对其水解情况进行进一步的探究。
摘 要 聚[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)铵(PDMAPS)和聚[3-(甲基乙烯酰胺)丙基]二甲基-(3-磺 酸丙基)铵(PDMMPPS)等常见的甜菜碱型两性离子聚合物都含有酯键或酰胺键，而这些酯键或酰胺键的水解 会使聚合物失去两性离子基团，从而使其失去两性离子聚合物的功能性。研究了 PDMAPS 和 PDMMPPS 的 水解性能，发现水介质的 pH、温度等条件对聚合物的水解有非常大的影响。同时，抗菌实验表明，随着聚合 物的水解，其抗菌性能降低。
聚[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸 丙基)铵 (PDMAPS, 也称 PSBMA) 和聚[3-(甲基乙烯 酰胺)丙基]二甲基-(3-磺酸丙基)铵 (PDMMPPS, 也 称 PSPP)是两类典型的磺酸基甜菜碱型两性离子聚 合物。其两性离子基团通过酯键或酰胺键与聚合物 主链相连，而这些酯键或酰胺键可水解，水解会使聚 合物失去两性离子基团从而失去两性离子聚合物的 功能性；但二者的水解性能有明显的差异。由于酯键 的稳定性比酰胺键的稳定性差，所以 PDMAPS 的稳
另外，大多数两性离子聚合物链内引入—OH， —COOH，—SO3H 及胺基等亲水基团，从而具有良 好的抗非特异性蛋白质吸附、抗细菌黏附及抗凝血 等性能[4]。两性离子聚合物在分离技术[5]、生物医用 材料[6]、医疗器件[7]、药物基因载体[8-11]，尤其在高效防 生物污损领域有广泛的应用前景[12]。
称取 PDMAPS 及 PDMMPPS 各 1 g，称量 3 份， 分别溶解于 50 mLPBS 溶液 （磷酸盐缓冲溶液）、50 mL0.1 mol/L 的 NaOH 溶液 (pH=13) 以及 50 mL0.1 mol/L 的盐酸溶液(pH=1)中；准备 15 支干净的试管， 将 试 管 分 别 编 号 A1 ~A5，B1 ~B5，C1 ~C5， 然 后 将 50mL 聚合物溶液分成 5 份，每份 10 mL，分别装入 ABC 编号的试管中，A 表示 PBS 溶液，B 表示 NaOH 溶液，C 表示盐酸溶液；将这 15 支试管置于 37 益的 恒温振荡箱中振荡，每隔 10 d 依次取出编号 1, 2, 3, 4, 5 的样品，在蒸馏水中透析 1 d，冷冻干燥后送核 磁检测。 1.3.2 PDMAPS 的常温透析水解
关键词 两性离子聚合物 甜菜碱 水解 抗菌性能 中图分类号 O631
两性离子聚合物独特的两性离子结构使其具有 一些独特的性质[1-3]。一方面，两性离子聚合物微凝 胶具有与蛋白质核酸等生物大分子相似的分子结 构，因而具有良好的生物相容性；另一方面，其分子 链上的酸碱基团之间可以形成离子键，与共价键相 比，属于弱的相互作用，因此，其对环境的变化更为 敏感。