基于光加工技術(shù)制備蛋白質(zhì)微納結(jié)構(gòu)與器件的研究
本文關(guān)鍵詞:基于光加工技術(shù)制備蛋白質(zhì)微納結(jié)構(gòu)與器件的研究 出處:《吉林大學(xué)》2017年碩士論文 論文類(lèi)型:學(xué)位論文
更多相關(guān)文章: 蛋白質(zhì) 光微納加工 納米熒光碳點(diǎn) 功能化器件
【摘要】:隨著物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的發(fā)展以及人們對(duì)于健康的更高需求,關(guān)于各類(lèi)柔性器件、生物兼容性器件的研究層出不窮。天然大分子材料,普遍具有生物兼容性及多樣化的生物理化性質(zhì),因此被廣泛地研究并應(yīng)用于與生物醫(yī)學(xué)相關(guān)的器件和系統(tǒng)中。但是,由于各種蛋白質(zhì)材料具有多樣化、來(lái)源廣等特性,因此蛋白質(zhì)基光電器件的研究方興未艾。同時(shí),由于各種微納加工技術(shù)(尤其是光加工技術(shù))被逐漸應(yīng)用于生物大分子的圖案化、器件化工作中。所以,關(guān)于蛋白質(zhì)基材料(及衍生材料)與各類(lèi)光加工技術(shù)相結(jié)合,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)材料的器件化、系統(tǒng)化的工作得到了高度關(guān)注。目前,人們已經(jīng)可以通過(guò)各類(lèi)光加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)材料的器件化,但是在圖案化與生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域的交叉結(jié)合仍處于探索階段。另外,對(duì)于工業(yè)化生產(chǎn)蛋白質(zhì)基器件,并實(shí)現(xiàn)器件的功能性產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,也需要更簡(jiǎn)易廉價(jià)、操作簡(jiǎn)便的微納加工成型技術(shù)。因此,在本文中,將通過(guò)光加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)基器件,開(kāi)展以下幾項(xiàng)工作:一、利用紫外光刻平板印刷技術(shù)制備蛋白質(zhì)基微納器件1.自行搭建簡(jiǎn)易的紫外光刻系統(tǒng),降低成本和復(fù)雜性;2.制備周期性微納條紋,并證明其光學(xué)性能,可以將器件作為柔性光柵器件使用;3.將微納條紋與細(xì)胞(人癌細(xì)胞)進(jìn)行共培養(yǎng),誘導(dǎo)細(xì)胞圖案化。二、利用紫外光刻平板印刷技術(shù)制備蛋白質(zhì)基功能化器件1.制備碳點(diǎn)蛋白質(zhì)混合材料,曝光得到薄膜;2.利用薄膜進(jìn)行可見(jiàn)光降解有機(jī)染料分子。證明薄膜可以大幅度提高反應(yīng)效率,并實(shí)現(xiàn)了碳點(diǎn)材料的回收和再利用,降低成本;3.設(shè)計(jì)了工業(yè)化應(yīng)用場(chǎng)景,論證了工業(yè)化應(yīng)用的可行性。同時(shí),參與了基于飛秒激光直寫(xiě)技術(shù)制備蛋白質(zhì)基微納波導(dǎo)器件的工作,探索了蛋白質(zhì)光波導(dǎo)在傳感等領(lǐng)域的應(yīng)用。綜上所述,本文利用光加工技術(shù),簡(jiǎn)便的實(shí)現(xiàn)蛋白質(zhì)材料的“材料化—器件化—功能化”的過(guò)程。證明了光加工技術(shù)可以使蛋白質(zhì)發(fā)生交聯(lián)聚合,得到的器件表面粗糙度和結(jié)構(gòu)完整性良好,可以用于微納光學(xué)器件的制備。并證明了碳點(diǎn)材料在器件中,仍保留裸碳點(diǎn)特性,實(shí)現(xiàn)了器件功能化應(yīng)用可能性。本文中,將碳點(diǎn)材料用于蛋白質(zhì)光加工領(lǐng)域,對(duì)于碳點(diǎn)的加入可以很好的改善蛋白質(zhì)光聚合效率。并將其作為功能化材料裝載在蛋白質(zhì)大分子中。同時(shí),由于材料體系中所有的物質(zhì)均具有良好的生物兼容性,在一些生物體內(nèi)的功能化器件應(yīng)用,提供了很好的研究和應(yīng)用思路。本文的工作為日后蛋白質(zhì)基器件的工業(yè)化應(yīng)用、器件在生物醫(yī)學(xué)工程或生命科學(xué)領(lǐng)域上的探索提供了基礎(chǔ)工作探索。
【學(xué)位授予單位】:吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2017
【分類(lèi)號(hào)】:TN23;TN252
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,本文編號(hào):1312643
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