【摘要】：抗污染表面(Antifouling surface)是指能夠有效阻擋油滴、蛋白、細(xì)菌等物質(zhì)非特異性吸附或粘附的表面。多肽類材料由于具有良好的親水性能,已被廣泛應(yīng)用于抗污染表面的構(gòu)建中。本文采用多肽類材料進(jìn)行了抗污染表面的設(shè)計(jì)和構(gòu)建,包括將多肽類材料應(yīng)用到抗油污染表面(PVDF膜)的構(gòu)建中和將多肽改裝為兩親性脂肽再應(yīng)用到抗蛋白污染表面(SPR芯片)的構(gòu)建中。對于構(gòu)建的抗污染表面使用掃描電子顯微鏡、X射線光電子能譜和接觸角測量儀等手段進(jìn)行表面特性的表征。采用油水分離來檢測改性PVDF膜的抗油污染性能,并考察了該改性膜的重復(fù)利用性;采用熒光顯微鏡定性觀察修飾芯片對FITC-BSA的吸附情況和SPR定量測定修飾芯片對于BSA和牛奶的吸附情況,從而評價(jià)該修飾芯片的抗蛋白污染情況。(1)采用浸涂的方法和聚多巴胺的“粘附”性能將谷胱甘肽(GSH)修飾到PVDF膜表面,獲得了具有良好親水性能的PVDF膜,該膜能夠有效抵抗油水分離過程中的油污染問題,并且具有很好的重復(fù)利用性。改性后的膜,其表面從疏水性(120.62°)轉(zhuǎn)變?yōu)閺?qiáng)親水性(10.21°);純水通量由0 Lm~(-2)h~(-1)增加到9900±562 Lm~(-2)h~(-1);抗BSA率增加到了97.23%;對于油水乳液的分離,通量能保持在1000 Lm~(-2)h~(-1)以上,油截留率能夠保證在97%以上,通量恢復(fù)率能夠保證在90%以上,并且重復(fù)利用5次時(shí)通量依舊可觀。(2)將多肽改裝為兩親性脂肽,再用鈣離子誘導(dǎo)成纖維凝膠,最后將旋涂成膜的方法構(gòu)建的抗蛋白污染表面和傳統(tǒng)的多肽單層自組裝法(SAMs)構(gòu)建的抗蛋白污染表面進(jìn)行對比,實(shí)驗(yàn)證明新的修飾方法構(gòu)建的表面具有更強(qiáng)的親水性和更好的抗蛋白污染效果。
【圖文】：

cos(θ*) = Rcos(θe)其中 θ*是表觀接觸角，R 為表面粗糙度（始終大于 1），θe是理想接觸角 Wenzel 方程，固體表面粗糙度能夠增強(qiáng)表面的潤濕性，即當(dāng)表面本身疏更加疏水，表面本身親水時(shí)會(huì)更加親水，并且根據(jù)這一特點(diǎn)，對超疏水表親水表面做出了預(yù)測。1944 年，Cassie 和 Baxter 對固體表面做出了另一種假設(shè)，如圖 1-1c 所示同樣認(rèn)為固體表面是存在凹陷部分的，但是他們認(rèn)為液體接觸固體表面時(shí)會(huì)完全進(jìn)入這些凹陷處，凹陷處還有著空氣的存在，所以對楊氏方程做出種修正，給出了 Cassie-Baxter 模型[9]：cos(θ*) = -1+Φs[cos(θe)+1]其中 θ*是表觀接觸角，Φs為接觸面固體所占比例，θe是理想接觸角ie-Baxter 模型很好的解釋了超疏水現(xiàn)象�；谶@些理論的啟發(fā)，人們通過提升表面的親水性和改變表面的粗糙度，了水下超疏油的表面，在抗油污染領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用[10-12]。

是解決表面污染問題的根本方法，因目前的研究情況來看，人們發(fā)現(xiàn)決定表面親疏水性、表面結(jié)構(gòu)以及表面電荷。性對于表面的抗污染效果有著非常重要的影表面會(huì)形成一層與表面結(jié)合緊密的水化的屏障，可以抑制范德華力和疏水-疏水相而有效的提高表面的抗污染能力，阻止蛋 PSU 膜進(jìn)行了五種不同的改性，，使其親牛血清蛋白溶液時(shí)通量的差別，來研究親疏結(jié)果如圖 1-2 所示。從圖中我們可以看到漸減小，這證明了表面親疏水性對于表面高則抗污染性能也會(huì)隨之提高。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TQ051.893

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2602943