聚合物表面微調(diào)控誘導(dǎo)蛋白質(zhì)區(qū)域選擇性吸附.pdf

1、在聚合物表面構(gòu)筑微拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，控制生物分子和材料表面之間的相互作用，對于制作高性能的生物傳感器和生物醫(yī)藥器件非常重要。
　　 通過直接對聚合物材料表面官能化并圖案化可以實現(xiàn)蛋白質(zhì)等生物分子在指定區(qū)域內(nèi)的選擇性吸附。例如，含-COOH的表面被用來在生物傳感器或者細(xì)胞生長分析中通過共價吸附方式固定蛋白；PEG改性過的表面可以降低非特異性蛋白吸附，被用于改善聚合物材料表面的生物相容性。但是，直接引入到惰性聚合物表面上的官能團不穩(wěn)定，長久

2、放置容易發(fā)生表面重排。通常為了減少聚合物的表面重排現(xiàn)象，會將聚合物基材冷凍或者浸在極性溶液中，然而這兩種方法均會限制聚合物材料在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，尋找一種新的可以解決表面重排現(xiàn)象的方法是有必要的。
　　 最近有研究者嘗試將金、銀等貴金屬沉積到聚合物材料表面以對其化學(xué)惰性表面進行修飾。如果金屬組分可以牢固地結(jié)合到聚合物材料基底上，進一步接枝含巰基的高分子后就可以對聚合物表面的生物相容性進行控制。因為含有巰基基團的化合物，可

3、以通過一端巰基與金屬表面發(fā)生強烈的共價鍵合的作用，簡單牢固地接枝到金屬表面；另一端活潑的-COOH，-NH2，乙二醇等官能團則可以用于控制蛋白等生物分子的固定。同時由于不存在聚合物表面存在的表面重排現(xiàn)象，金屬表面可作為生物分子固定的一個非常有價值的平臺。如果在聚合物材料表面實現(xiàn)金屬的圖案化，進一步官能化改性后便可實現(xiàn)蛋白等生物分子在聚合物材料表面的選擇性吸附。但是目前為止，通過金屬圖案化控制蛋白在聚合物材料表面實現(xiàn)選擇性吸附的研究還很少

4、有過報道。
　　 本文采用紫外光照接枝圖案化誘導(dǎo)蛋白圖案化和金屬圖案化誘導(dǎo)蛋白圖案化兩種不同的方法，在聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)基材表面實現(xiàn)了蛋白的選擇性吸附，并對兩種選擇性吸附的效果進行了比較說明。本文主要研究結(jié)論如下：
　　 1.利用紫外光照技術(shù)和自組裝單分子膜技術(shù)，直接對PET基材表面進行聚乙二醇官能化改性，圖案化后進行蛋白吸附。紫外光照處理PET基材后，PET材料表面粗糙度增加，表面水接觸角降低很大，表面的親

5、水性得到了顯著的提高，產(chǎn)生的羧基等活性官能團，可用于APTES自組裝；水接觸角測試、異硫氰酸熒光素(FITC)染色分析和XPS測試表明APTES單分子膜成功地沉積在紫外光照處理過的PET材料表面，并成為隨后MDI和PEG接枝成功的基礎(chǔ)層；水接觸角和XPS測試，以及隨后進行的XPS擬合分峰均證明，PEG成功地接枝在了PET基材表面。對PET-Control和PET-PEG進行熒光蛋白吸附，熒光顯微鏡結(jié)果表明：接枝PEG之后，吸附在PET表

6、面的蛋白量明顯減少，這說明PEG改性提高了PET的生物相容性，因表面較高疏水性引起的非特異性吸附蛋白的問題得到解決；對PEG改性后的PET表面圖案化后進行蛋白吸附，熒光顯微鏡結(jié)果表明：采用紫外光照接枝圖案化誘導(dǎo)蛋白圖案化得到的蛋白圖案具有良好的保真性，可以較好地誘導(dǎo)蛋白質(zhì)在PET表面的選擇性吸附。
　　 2.采用172 nm真空紫外光刻蝕技術(shù)和無電解鍍銀技術(shù)在PET基材表面構(gòu)建了銀微圖案，進一步用含巰基的聚乙二醇(HSPEG)改

7、性后進行蛋白吸附。采用靜態(tài)水接觸角測試、X射線光電子能譜、場發(fā)射掃描電鏡對金屬圖案化以及HSPEG改性的PET基材表面進行檢測，檢測結(jié)果表明金屬銀圖案具有良好的保真性，HSPEG對銀圖案的改性是成功的；熒光顯微鏡檢測結(jié)果證實聚合物表面金屬圖案化可以誘導(dǎo)蛋白圖案化，得到的蛋白圖案具有良好的保真性，可以很好地實現(xiàn)蛋白質(zhì)在表面的選擇性吸附。
　　 3.對比本文中誘導(dǎo)蛋白在聚合物表面選擇性吸附的兩種方法，發(fā)現(xiàn)：相對于紫外光照接枝圖案化誘