Page 113 - 《精细化工》2020年第7期

第 7 期 汪煜强，等: 基于聚六亚甲基胍盐酸盐的聚丙烯酰胺/琼脂双网络抗菌水凝胶 ·1395·

备出负载 PHMG 的 PATG 凝胶（简记为 PATGH 凝
胶）。将上述制备的凝胶放入去离子水中浸泡 24 h，
每隔 6 h 更换一次去离子水，再将该净化的水凝胶
冷冻后，置于冷冻干燥机中冻干，以用于后续表征与
测试。
本文中 GO 与 TA 的质量比分别为 1∶1.25 和
1∶2.50，过量的 TA 使 GO 得到充分还原，与 GO
发生反应的 TA 会随着 GO 片层而被固定于水凝胶
中，不易被浸泡出，参与反应的 TA 主要起连接 GO

片层的作用，反应后仍然有大量的酚羟基剩余，TA
图 1 PATG 凝胶的合成示意图 的酚羟基会与 PHMG 中—NH—发生 Michael 加成
Fig. 1 Schematic diagram of preparation of PATG hydrogels
反应 [15] ，反应示意图如图 2b 所示。参与反应的 PHMG
GO 在水热还原的条件下得到 rGO，在 π-π 键相 随着 TA 功能化的 rGO 被固定于水凝胶中，以实现
互作用和疏水作用下，rGO 会堆积重叠，限制了其 水凝胶的长效抗菌。而未与 GO 反应的 TA 和其他
应用。TA 与 GO 混合后，会有部分 GO 被还原，在 未参与反应的单体则会在浸泡 PHMG 溶液与去离子
随后的高温水热反应条件下，GO 会被进一步还原， 水的过程中被去除。
TA 中所含的酚羟基会与 GO 的羧基发生反应，得到 1.4 测试与表征
TA 功能化的 GO [14] ，反应示意图如图 2a 所示。 1.4.1 水凝胶性能测试
FTIR：采用溴化钾压片对冻干后凝胶样品进行测
–1
定，波数范围为 500~4000 cm 。拉伸性能测定条件：
水凝胶样品尺寸为 60 mm×2 mm×2 mm，以 50 mm/min
的速度测定其拉伸性能。压缩性能测定条件：测试样
品为圆柱状，直径为 24 mm，高 28 mm，设置水凝胶
压缩形变至 85%，测试前用硅油涂覆凝胶表面以
防止水分挥发。SEM：将系列水凝胶经冷冻干燥后
真空下喷金 2 次后，观察凝胶微观表面形貌。TG：
对经冻干后水凝胶进行热稳定性分析，控制升温速
率为 20 ℃/min，在氮气条件下，测试温度范围 0~
600 ℃。
1.4.2 水凝胶抗菌性能测定
1.4.2.1 平板菌落计数法
参考 GB/T 21866—2008 [16] ，采用平板菌落计数
法测定样品的抗菌性能，测试菌种为革兰氏阴性菌代
表大肠杆菌（E.coil，ATCC25922）；革兰氏阳性菌代
表金黄色葡萄球菌（S.aureus，ATCC29213）；将 LB
固体肉汤（10 g）溶于去离子水中（500 mL），将其
置于 120 ℃高温中灭菌 30 min。将 LB 肉汤（10 mL）

加入到已灭菌的两支离心管中，分别滴加 1 滴大肠
图 2 TA 与 GO 反应机理示意图（a）及 TA 与 PHMG 聚
杆菌与金黄葡萄球菌细菌母液，并将其置于 37 ℃恒
合机理示意图（b）
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Fig. 2 Schematic diagrams of reaction mechanism between 温培养箱中培养 12 h（E.coil，3×10 cfu/mL；S.aureus，
TA and GO (a) and possible polymerization mechanism 5×10 cfu/mL） [17] 。
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of TA and PHMG (b)
分别在尺寸为 1 cm×1 cm 的 PATG 凝胶、PATGH
1.3 负载 PHMG 的 PATG 凝胶（PATGH）的制备 凝胶及空白对照组 PAM/Agar 凝胶上滴加 10 μL 经
4
将直径为 24 mm，高 28 mm 的 PATG 凝胶浸泡 过稀释的细 菌悬浮液（ E.coil ， 3×10 cfu/mL ；
4
于 50 mL 质量分数为 2.0%的 PHMG 水溶液中，8 h S.aureus，5×10 cfu/mL）。在 37 ℃下培养 4 h，再
后取出，再将其放入去离子水中 72 h 以除去未反应 洗涤水凝胶表面，并用梯度稀释法稀释洗涤下来的
的单体，期间每隔 6 h 更换一次去离子水，即可制 细菌液。在 LB 固体培养皿中加入 100 μL 经稀释的