本文選題：蛋白質(zhì) + 聚多巴胺薄膜�。� 參考：《西南大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：蛋白質(zhì)在固體表面上的吸脫附是很多基本生命過(guò)程如細(xì)胞粘附、信號(hào)傳導(dǎo)、組織發(fā)育等的重要基本步驟,研究蛋白質(zhì)和表面的相互作用不僅具有重要的基礎(chǔ)意義,同時(shí)在醫(yī)用診斷材料、生物芯片、細(xì)胞培養(yǎng)、藥物輸送等方面也有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。蛋白質(zhì)在固體表面的吸附是受各種因素如蛋白質(zhì)和材料自身的物理化學(xué)性質(zhì)以及周?chē)h(huán)境等綜合影響的復(fù)雜過(guò)程,調(diào)控固體表面化學(xué)組成從而控制蛋白質(zhì)的吸脫附是當(dāng)今研究的熱點(diǎn)。受貽貝粘附蛋白啟發(fā)而人工合成的聚多巴胺(PDA)是一種具有良好的生物相容性、親水性、粘附性和化學(xué)活性的聚合物材料,近年來(lái)作為多功能涂層已經(jīng)廣泛用于生物傳感、藥物輸送、生物醫(yī)學(xué)成像和組織工程等領(lǐng)域。由于含有鄰苯二酚和醌類(lèi)等官能團(tuán),PDA能夠通過(guò)邁克爾加成或者席夫堿反應(yīng)共價(jià)偶聯(lián)蛋白質(zhì),可以作為通用的蛋白質(zhì)固定的表面修飾層。蛋白質(zhì)與PDA表面的相互作用涉及很多相關(guān)的生物應(yīng)用,但其基本規(guī)律目前尚不清楚,對(duì)于蛋白質(zhì)在PDA表面的結(jié)合密度、反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)特征和固定的穩(wěn)定性等問(wèn)題仍然缺乏了解。同時(shí),PDA的形成機(jī)理至今未有確切的定論,其表面的精確化學(xué)組成仍不清楚,而不同的制備條件也可能會(huì)影響PDA膜的厚度、表面粗糙度和化學(xué)成分;此外,外界環(huán)境的改變也可能會(huì)影響PDA膜中活性成分的含量,造成其表面化學(xué)成分發(fā)生變化,從而影響蛋白質(zhì)在PDA膜表面上的固定。因此,亟需對(duì)蛋白質(zhì)與PDA表面的相互作用進(jìn)行實(shí)時(shí)在線的原位研究;另一方面,盡管PDA作為多功能的表面修飾層擁有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),但是與其它具有環(huán)氧基、羧基衍生的NHS酯或氨基的活性表面相比,PDA的蛋白質(zhì)固定能力并不存在優(yōu)勢(shì),這在一定程度上限制了它的應(yīng)用。如果能在認(rèn)識(shí)蛋白質(zhì)與PDA表面的相互作用規(guī)律的基礎(chǔ)上,對(duì)PDA的表面性質(zhì)進(jìn)行調(diào)控,進(jìn)一步提高蛋白質(zhì)的固定效率,則具有非常重要的意義。本碩士論文針對(duì)以上問(wèn)題展開(kāi)了系統(tǒng)性的研究,以實(shí)時(shí)無(wú)標(biāo)記的表面等離子體共振技術(shù)(SPR)為主要研究手段,得出蛋白質(zhì)與PDA表面相互作用的相關(guān)規(guī)律,并利用這些規(guī)律設(shè)計(jì)了一種增強(qiáng)蛋白質(zhì)在PDA表面上固定能力的方法。主要為以下兩個(gè)內(nèi)容:(1)基于SPR技術(shù)探究了PDA膜上蛋白質(zhì)的吸附行為、蛋白質(zhì)-PDA相互作用的動(dòng)力學(xué)以及外界因素(生長(zhǎng)的介質(zhì)和pH)對(duì)蛋白質(zhì)吸附的影響。此外,還利用熒光蛋白微陣列技術(shù)對(duì)蛋白質(zhì)與PDA相互作用做了定量研究,并與SPR的數(shù)據(jù)作對(duì)比,發(fā)現(xiàn)了PDA膜的熒光猝滅現(xiàn)象,隨著PDA膜生長(zhǎng)條件(生長(zhǎng)的介質(zhì)、pH和時(shí)間)的改變,熒光猝滅現(xiàn)象呈現(xiàn)規(guī)律性的變化。部分工作幫助解決了關(guān)于PDA-蛋白質(zhì)相互作用長(zhǎng)期存在的一些基本問(wèn)題,將為相關(guān)應(yīng)用提供有益參考。(2)基于電化學(xué)與表面等離子共振聯(lián)用技術(shù)(EC-SPR),用電化學(xué)的方法調(diào)制PDA薄膜,增強(qiáng)了它的蛋白質(zhì)固定能力。主要過(guò)程是通過(guò)電化學(xué)的方法使PDA中的活性成分對(duì)鄰苯二酚/醌的平衡向醌基移動(dòng),提高PDA中活性醌基團(tuán)的表面密度,進(jìn)而改變蛋白質(zhì)的固定能力。SPR不僅可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)PDA的生長(zhǎng)過(guò)程,而且還可以定量計(jì)算PDA膜上電化學(xué)調(diào)制前后蛋白質(zhì)的固定量。研究結(jié)果表明,適當(dāng)?shù)碾娀瘜W(xué)調(diào)制能夠?qū)DA的蛋白質(zhì)固定能力提高27%。此外,光譜分析也證實(shí)了電化學(xué)調(diào)制PDA膜的化學(xué)機(jī)理。這項(xiàng)工作提供了一種有效可行的方法,用以增強(qiáng)PDA膜上蛋白質(zhì)的固定能力,為促進(jìn)其各種生物相關(guān)的應(yīng)用提供了有價(jià)值的指導(dǎo)。
[Abstract]:The absorption and desorption of protein on the solid surface is an important basic step in many basic life processes, such as cell adhesion, signal transduction, and tissue development. The study of the interaction of protein and surface is not only of important basic significance, but also widely used in medical diagnostic materials, biochips, cell culture, and drug delivery. The adsorption of proteins on the solid surface is a complex process affected by various factors, such as the physical and chemical properties of protein and material itself, and the surrounding environment. It is a hot spot to regulate the chemical composition of the solid surface and control the desorption of protein. Dopamine (PDA) is a kind of polymer material with good biocompatibility, hydrophilicity, adhesion and chemical activity. In recent years, as a multifunctional coating, it has been widely used in the fields of biosensing, drug delivery, biomedical imaging and tissue engineering. Because of the functional groups such as phthalic and quinones, PDA can be used by Michael. The covalent coupling of protein with Schiff base can be used as a common surface modification layer for protein immobilization. The interaction of protein and PDA surface involves many related biological applications, but its basic rules are not yet clear, for the binding density of the protein on the surface of the PDA, the kinetic characteristics of the reaction and the stability of the immobilization. There is still a lack of understanding. At the same time, the formation mechanism of PDA has not been definitive. The exact chemical composition of the surface is still unclear, and the different preparation conditions may also affect the thickness, surface roughness and chemical composition of the PDA film. In addition, the changes in the external environment may also affect the content of the active components in the PDA membrane, resulting in the surface of the membrane. The chemical composition of the surface changes, thus affecting the immobilization of protein on the surface of the PDA membrane. Therefore, it is urgent to study the interaction of the protein and the surface of the PDA in real time. On the other hand, although PDA has a unique advantage as a multifunctional surface modification layer, it is the NHS ester or ammonia derived from other epoxy groups with carboxyl groups. Compared with the active surface of the base, the protein immobilization ability of PDA does not exist, which limits its application to a certain extent. It is of great significance to regulate the surface properties of PDA on the basis of the understanding of the interaction between protein and PDA surface, and to further improve the immobilization efficiency of protein. In this paper, a systematic study is carried out on the above problems. Using the real time unmarked surface plasmon resonance (SPR) as the main research method, the relevant laws of the interaction between protein and PDA surface are obtained, and a method for enhancing the immobilization ability of protein on the surface of PDA is designed by using these rules. The main two methods are as follows. Content: (1) based on SPR technology, the adsorption behavior of protein on PDA membrane, kinetics of protein -PDA interaction and the influence of external factors (medium and pH) on protein adsorption were investigated. In addition, the interaction between protein and PDA was quantitatively studied by using fluorescent protein microarray technology, and the results were compared with the data of SPR. Fluorescence quenching of PDA film, with the change of PDA film growth conditions (medium, pH and time), the fluorescence quenching phenomenon is changed regularly. Some work helps to solve some basic problems on the long-term existence of PDA- protein interaction, and will provide useful reference for the related applications. (2) based on electrochemistry and surface isolation. The PDA film is modulated by electrochemical method (EC-SPR) to enhance its protein immobilization ability. The main process is to move the equilibrium of the active component in PDA to quinone by electrochemistry, to increase the surface density of the active quinone in the PDA, and to change the immobilization capacity of the protein,.SPR The growth process of PDA can only be monitored in real time, and the fixed amount of protein before and after the electrochemical modulation on the PDA membrane can be calculated. The results show that the appropriate electrochemical modulation can increase the protein immobilization ability of PDA in addition to 27%.. The spectral analysis also confirms the chemical mechanism of the electrochemically modulated PDA membrane. An effective and feasible method is used to enhance the immobilization capacity of proteins on PDA membrane and provide valuable guidance for the promotion of various biological applications.

【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：O647.31

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5 劉U，

本文編號(hào)：1862486