Symmetric pH-dependent swelling and antibacterial properties of chitosan brushes.
Symmetric pH-dependent swelling and antibacterial properties of chitosan brushes.
复制标题
壳聚糖刷的对称pH依赖性肿胀和抗菌特性。
DOI：
10.1021/la202616u
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发表时间：
2011-10-18
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Composto RJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Lee HS;Eckmann DM;Lee D;Hickok NJ;Composto RJ
接枝到表面的带电聚合物刷在抗菌、生物传感器、纳米流体和药物输送应用中引起了极大的兴趣。本文将季铵盐 CH-Q 壳聚糖固定在氧化硅上，并通过原位石英晶体微天平耗散 QCM-D 和原位光谱椭圆光度法 SE 进行表征。两种方法均表明，水合膜在 pH 5 附近表现出最小厚度约 40 nm，在较低和较高 pH 值下急剧增加（高达约 80 nm）。这种对称溶胀是令人惊讶的，因为 CH-Q 是一种阳离子聚合物。 CH-Q 接枝层在 3 至 8 的 pH 值范围内保持稳定，并在不同 pH 值下表现出快速、可逆的膨胀和收缩。与裸露的氧化硅和接枝到氧化硅的胺封端硅烷相比，CH-Q 层还可以将金黄色葡萄球菌的定植减少约 30 倍。 CH-Q 的这种抗菌特性归功于季铵盐和柔性聚合物刷。
Charged polymer brushes grafted to surfaces are of great interest for antibacterial, biosensor, nanofluidic, and drug delivery applications. In this paper, chitosans with quaternary ammonium salts, CH-Q, were immobilized on silicon oxide and characterized by in-situ quartz-crystal microbalance with dissipation, QCM-D, and in-situ spectroscopic ellipsometry, SE. Both methods showed that the hydrated film exhibited a minimum thickness of ~40 nm near pH 5 that increased strongly (up to ~80 nm) at lower and higher pH. This symmetric swelling is surprising because CH-Q is a cationic polymer. The CH-Q grafted layer was stable for pH values from 3 to 8, and exhibited rapid, reversible swelling and contraction upon varying pH. The CH-Q layer also reduced S. aureus colonization by a factor of ~30× compared to bare silicon oxide and an amine terminated silane grafted to silicon oxide. This antibacterial characteristics of CH-Q is attributed to the quaternary ammonium salts and the flexible polymer brush.
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