聚合物表面微圖案的構(gòu)造及蛋白質(zhì)的區(qū)域選擇性固定.pdf

1、微米和納米尺度上表面性質(zhì)的微調(diào)控和表面結(jié)構(gòu)的微加工在當代科學和技術(shù)的發(fā)展中扮演著越來越重要的角色，許多現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展機會都來源于新型微觀結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑或現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的微型化。
　　 材料表面性質(zhì)的微調(diào)控和結(jié)構(gòu)的微加工可以利用表面微圖案化技術(shù)實現(xiàn)，通過在材料表面構(gòu)筑微圖案結(jié)構(gòu)，材料表面的粘附、摩擦等與分子間作用力和表面拓撲結(jié)構(gòu)相關(guān)的性質(zhì)都可以得到控制。表面圖案化技術(shù)在很多領域都有著廣闊的應用前景。在微電子領域，圖案化表面能夠用作磁性存儲介

2、質(zhì)材料；在傳感器領域，微圖案化技術(shù)可以大大縮小傳感器的結(jié)構(gòu)，提高其信噪比和靈敏度，并降低檢出限量。
　　 在生物領域，表面微圖案化技術(shù)可以用于控制生物分子的空間分布，實現(xiàn)生物分子在納微米區(qū)域內(nèi)的固定，這對于研究少數(shù)甚至單個生物分子的行為具有重要的意義。因此，如何實現(xiàn)材料表面的微圖案化，使生物分子固定在納微米級的目標區(qū)域以構(gòu)筑生物分子微圖案，成為當今的一個研究熱點。
　　 本文選擇了具有廣闊應用前景的高分子材料(聚對苯二甲

3、酸乙二醇酯，PET)作為構(gòu)筑表面圖案的基材，通過自組裝單分子膜使材料表面功能化，以172nm真空紫外光刻技術(shù)對表面性質(zhì)進行微調(diào)控，利用表面性質(zhì)的差異誘導蛋白質(zhì)的區(qū)域選擇性吸附，進而構(gòu)筑生物分子微圖案。主要內(nèi)容如下：
　　 1.在PET材料表面沉積自組裝單分子膜。PET材料經(jīng)過172nm真空紫外光照后，形成親水性的羥基化活性表面，為氨基硅氧烷分子的自組裝成膜提供了基礎。利用化學氣相沉積法沉積自組裝單分子膜后，基材表面性質(zhì)發(fā)生了變化

4、。水接觸角、茚三酮顯色、X射線光電子能譜的檢測結(jié)果表明：氨基自組裝單分子膜沉積在了真空紫外光照處理后的材料表面。
　　 2.以172nm真空紫外光刻形成圖案化的表面。光刻結(jié)果用掃描電子顯微鏡和原子力顯微鏡進行表征，結(jié)果表明：經(jīng)過真空紫外光照后，基材表面可以形成與所用掩膜形狀相同的微圖案。
　　 3.在官能化的微圖案表面選擇性吸附蛋白質(zhì)生物分子。沉積單分子膜后，利用表面的活性氨基繼續(xù)反應，在表面接枝上能夠排斥蛋白的聚乙二醇

5、(PEG)分子，然后以172nm真空紫外光刻，形成區(qū)域官能化的微圖案。經(jīng)過真空紫外光刻后，樣品表面的不同區(qū)域會呈現(xiàn)不同性質(zhì)，有PEG分子存在的區(qū)域會排斥蛋白質(zhì)，而另外的區(qū)域則能夠吸附蛋白質(zhì)。熒光蛋白吸附實驗后，激光共聚焦顯微鏡觀察結(jié)果顯示：在圖案化的基材表面，可以觀察到熒光圖案。這一結(jié)果證明，真空紫外光刻后，蛋白質(zhì)在基材表面的吸附呈現(xiàn)區(qū)域選擇性，可以形成蛋白質(zhì)圖案。
　　 本文通過自組裝單分子膜和真空紫外光刻技術(shù)在高分子材料表面