低温等离子体改性处理铝片降低细菌粘附的方法(低温等离子体处理技术)

导语：低温等离子体改性处理，铝片降低细菌粘附的研究

药品和食品在生产包装和运输过程中，环境中的细菌很容易粘附在其表面形成一层生物膜，引起药品污染，降低食品生产保质期，从而影响人们的健康。生物膜形成的第一步，是大分子例如细菌和蛋白质的吸附。

如果表面材料能够阻止细菌粘附，就可以防止生物膜的形成。聚乙二醇类(PEG)有机物是一种潜在的防腐剂，能够有效阻止细菌和蛋白质粘附。

铝是一种广泛用于食品和医药工业的普通包装材料，如果用聚乙二醇在铝片表面沉积一层增强薄膜就可以阻止细菌粘附。表面改性方法包括化学和物理方法，化学方法属湿法，其工艺操作较复杂，而且需要采用对人体和环境都有污染的化学试剂。

低温等离子体技术在金属生物材料表面改性方面开创了一条新途径。它是一种干法工艺，具有操作简便易于控制，对环境无污染的优点，在食品和生物医药领域已受到人们越来越多的关注。

低温等离子体在铝片表面接枝类PEG结构，形成一层薄膜，表面主要聚集大量-CH- CH-O键；与改性前相比，等离子体沉积在铝片上的类PEG膜，能极大地降低细菌粘附。

等离子体诱导产生的活性种(例如自由基等)，提供了表面二(乙二醇)甲醚分子碎片重新结合进行反应的机理。自由基落入新生成的大分子网络中，能够引发剧烈的电子激发原位氧化反应。

对等离子体处理后的铝片大分子层结构做ATR-FTIR分析，在1583. 07cm处有一很强的吸收峰，这是PEG结构中C-O键的特征吸收峰，表明沉积的表面层是类PEG结构。1780. 21cm处的吸收峰，说明有C-O键存在，由此可见在形成类PEG结构的同时发生了部分交联反应。

等离子体处理后铝片细菌粘附与改性前相比，等离子体处理后，极大地降低了细菌粘附，这是因为在表面发生交联有PEG结构产生，PEG分子链具有高柔顺性，可降低细菌等大分子链的构型自由度，从而具有抵抗细菌粘附的能力。

改性前铝片吸附细菌生物膜的表面形貌与改性后铝片表面吸附的样本分析， 可以知道等离子体改性后，其表面能有效地抵抗细菌吸附。

铝片表面的元素组成和化学键状态，在等离子体处理后发生明显改变，表面层生成CO、OCO和O-CO-O键。这说明等离子体诱导产生的活性种(例如自由基等)提供了表面二(乙二醇)甲醚分子碎片重新结合机理，而不同于非氧化反应,形成的自由基落入新生成的大分子网络中，能够引发剧烈的电子激发原位氧化反应.

铝片表面沉积的类PEG结构，能极大地降低细菌粘附，与改性前相比，细菌粘附减少80%以上，在食品工业和医学移植等方面具有重要应用前景

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