Page 69 - 《橡塑技术与装备》2019年2期（1月下半月塑料版）
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材料与应用                                               刘学通 等·多巴胺和 Fe       3+ 动态配位的研究和应用进展


                                          3+
                比较稳定，这是因为形成了 Fe - 多巴胺三配位结构。                       4 DOPA-Fe       3+  在医学中的应用
                作者还研究了不同金属离子形成的凝胶弹性，结果证                               医学中使用的材料需要具有很好的生物相容性。
                    3+
                                   2+
                         3
                              2+
                明 Fe >Al +>Ca >Cu 。                               体内植入物在发挥完作用之后，可以被人体吸收并且
                                                                  对人体没有伤害。
                2 抗污损涂层的应用                                            Young Chan Choi 等  [29]  利用酪氨酸酶将明胶中的
                    抗污损涂层的主要功能是抑制由蛋白质，微生物                         酪氨酸残基转化为 DOPA，通过 DOPA 和 Fe            3+  之间的
                以及海洋有机体引起的表面污损。由于多巴胺在水环                           配位，形成黏性水凝胶。水凝胶在常温下具有很好的
                境下具有较强的黏附性能以及金属配位能力，因此将                           稳定性和力学性能。在肝出血的老鼠体内注射后，出
                其引入到聚合物表面，可以提高聚合物表面的抗污损                           血被制止，证明了 DOPA-Fe         3+  水凝胶具有很好的止
                性能。                                               血能力。实验结果表明，具有良好弹性和止血性能的
                    Zhang 等  [26]  用聚多巴胺对磁性纳米粒子 (Fe 3 O 4 /       DOPA-Fe  3+  配位水凝胶可以用作手术过程中的组织黏
                PDA) 进行表面修饰，再利用多巴胺和金属离子的配                         合剂。
                位作用，制备出可以吸附污染物的材料。通过研究不                               Dr.  Bum  Jin  Kim 等  [30]  通过供电喷雾法，对
                同 pH 对纳米粒子吸附能力的影响，证明了 pH 会影响                      DOPA 改性的贻贝黏性蛋白进行重组，合成了载有
                纳米粒子表面电荷的变化，从而影响对污染物的吸附                           阿霉素的蛋白质纳米粒子（NP），该纳米粒子对癌细
                                                                                                             3+
                能力。实验证明随着 pH 的增加 , 对阳离子污染物的吸                      胞表现出细胞毒性。研究发现在酸性 pH 下，Fe -
                附能力提高，对阴离子污染物的吸附能力降低。在最                           DOPA 配位结构会发生变化，从而控制阿霉素的释放。
                                                                    3+
                优化 pH 条件下，根据 Langmuir 等温吸附线，计算出                   Fe -DOPA 配位黏性蛋白还可以用于递送多种受控药
                           2+
                聚合物对 Cu , Ag+，   Hg  2+  和 Fe 3+  的最大吸附容量分        物。
                别为 100.0、112.9、259.1 和 467.3  mg  /g, 证明了多
                巴胺与 Fe  3+  之间配位和解配位受 pH 影响。                      5 展望
                                                                      多巴胺和 Fe    3+  的配位，在众多领域中都有着广
                3 DOPA-Fe       3+  在传感器中的应用                      阔的应用前景。多巴胺通过与金属离子的螯合作用和
                    多巴胺与金属离子在碱性水环境下能够发生配位                         自身氧化还原后与有机基团的反应能力等，为后续制
                作用，将这种机理应用于传感器，是近年来科学家开                           备纳米材料、生物材料、以及聚合物材料等提供了功
                发出的新用途。Lee 等       [27]  利用邻苯二酚和金属离子的             能化的平台。不仅如此，采用多巴胺氧化自聚合形成
                配位作用，并结合 ionoprinting 技术，制备了一种新                   黏附性聚多巴胺涂层是一种简便、易操作的涂布修饰
                型的水凝胶传感器。这种水凝胶传感器能够将氧化的                           技术以及材料表面功能化手段。在众多不同材质、形
                金属离子沉积在含有 DMA 的水凝胶中。随着体系 pH                       状各异的材料表面实施的功能化修饰和改性已经得到
                的增加，DMA 中的邻苯二酚侧链与沉积的 Fe                 3+  形成    泛应用。总而言之，多巴胺类化合物与 Fe                3+  的配位在
                一种三配位化合物，增加了局部的交联密度 , 从而引                         不同应用领域中的研究，将会促进更多的仿贻贝聚合
                起水凝胶的弯曲变化，通过调节体系的 pH，使传感器                         物以及相关材料的设计与开发，使多巴胺类化合物和
                发挥作用。                                             Fe 3+  的配位在众多领域中得到广泛的应用。
                    Xinxing  Zhang 等  [28]  利用多巴胺改性环氧天然
                橡 胶分 子 链， 再 通过 多 巴 胺和 Fe     3+  配 位作 用， 制 备      参考文献 ：
                                                                  [1] Zhao H, Waite J H. Linking adhesive and structural proteins in
                具有自修复性能的基体材料。实验证明基体材料经过
                                                                      the attachment plaque of Mytilus californianus.[J]. Journal
                多次修复之后仍然具有较高的力学性能。通过将碳管                               of Biological Chemistry, 2006, 281(36):26150~8.
                和基体材料混合，然后涂覆在自修复基体表面，设计                           [2] Lee B P, Messersmith P B, Israelachvili J N, et al. Mussel-
                                                                      Inspired  Adhesives and Coatings[J].  Annual Review of
                出一种自修复导电的传感器。传感器可以将微小形变
                                                                      Materials Research, 2011, 41(1):99.
               （<0.05%）转变成明显的电信号，从而能够作为机器
                                                                  [3] Holtenandersen N, Mates  T E,  Toprak M S, et al. Metals
                人的皮肤使用。                                               and the integrity of a biological coating: the cuticle of
                                                                      mussel byssus.[J]. Langmuir the Acs Journal of Surfaces &


                2019     第   45 卷                                                                      ·55·
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