表面修飾環(huán)境響應(yīng)性聚合物及其對蛋白質(zhì)吸附的調(diào)控.pdf

1、蛋白質(zhì)在材料表面的吸附涉及到生物醫(yī)用材料的許多方面,是生物醫(yī)用材料研究的關(guān)鍵問題,受到了廣泛的關(guān)注。生物材料的功能化通常需要在材料表面修飾聚合物來實(shí)現(xiàn),環(huán)境響應(yīng)性聚合物(如溫度敏感性、pH敏感性、離子敏感性、電場敏感性等)能夠?qū)ν饨绱碳ぎa(chǎn)生響應(yīng)性,常被應(yīng)用于生物材料表面的修飾,利用這一特點(diǎn),可以達(dá)到蛋白質(zhì)分離和提純、細(xì)胞培養(yǎng)和分離、藥物運(yùn)輸和組織工程等目的。在本論文中主要通過不同的改性方法,將具有不同刺激響應(yīng)性的聚合物修飾在無機(jī)材料表面

2、,研究改性后的材料在不同的外界環(huán)境下對蛋白質(zhì)吸附的調(diào)控性能。研究工作主要從以下兩個方面展開:
　　1.采用表面引發(fā)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(SI-ATRP)制備了由對酸敏感的聚(甲基丙烯酸二甲氨基乙酯)(PDMAEMA)和對堿敏感的聚甲基丙烯酸(PMAA)組成的嵌段聚合物修飾的表面,通過控制聚合時間得到不同厚度和不同組成的聚合物改性表面。我們用傅里葉紅外變化光譜儀(FTIR)、X-射線光電子能譜(XPS)、以及橢圓偏振儀等手段分別分析了

3、表面化學(xué)組成及聚合物的厚度;利用水接觸角儀和原子力顯微鏡(AFM)研究了改性表面pH響應(yīng)性及不同pH下聚合物鏈構(gòu)象的變化;用125I同位素標(biāo)記蛋白技術(shù)研究了嵌段聚合物改性表面蛋白吸附的pH響應(yīng)性。研究結(jié)果表明,PDMAEMA-b-PMAA嵌段聚合物修飾的表面結(jié)合了兩單段聚合物的性能,具有較大的pH響應(yīng)區(qū)間,嵌段聚合物的構(gòu)象在不同的pH下會發(fā)生變化。溶菌酶在嵌段聚合物修飾表面的吸附量隨pH的變化與第二段PMAA的厚度有很大關(guān)系,當(dāng)?shù)诙蜳

4、MAA厚度小于10 nm時,可以通過調(diào)節(jié)pH實(shí)現(xiàn)溶菌酶在表面上吸附的逐步調(diào)控,當(dāng)PMAA厚度大于10 nm時,嵌段聚合物修飾的表面對溶菌酶的吸附隨pH的變化規(guī)律逐漸接近于PMAA單段聚合物修飾的表面,在pH=7時吸附量最大。
　　2.首次嘗試用 Passerini三組分反應(yīng)在Fe3O4納米粒子表面同時引入具有ATRP引發(fā)活性的官能團(tuán)C-Br和能夠參與點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)的炔基,從而實(shí)現(xiàn)表面的ATRP和Click一鍋反應(yīng),在Fe3O4納米粒

5、子表面通過一步反應(yīng)同時修飾上溫敏性的聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAAm)和刀豆蛋白(Con A)的親和配體β-葡萄糖。每一步反應(yīng)后的紅外吸收峰的相應(yīng)變化,以及動態(tài)光散射(DLS)測得的納米粒子粒徑的變化,證明各步反應(yīng)成功。PNIPAAm和葡萄糖修飾的納米粒子在25℃下的粒徑比40℃高,表明粒子表面成功修飾了PNIPAAm,具有溫敏性。蛋白質(zhì)吸附測試結(jié)果表明改性的納米粒子表面在25℃和40℃下吸附Con A之后,粒徑都比吸附前大,說