發(fā)布時(shí)間：2017-03-20 20:09

  本文關(guān)鍵詞：通過主客體相互作用構(gòu)建生物活性表面的研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：生物活性表面就是在材料表面固定特異的生物活性分子,包括多肽,糖類,核酸,抗體,酶等來實(shí)現(xiàn)或者促進(jìn)特殊生物功能的材料表面。這種表面在各種生物醫(yī)學(xué)設(shè)備和生物材料領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。目前構(gòu)建生物活性表面最主要的方法是將生物活性分子修飾到抗污聚合物層上。傳統(tǒng)的共價(jià)修飾方法應(yīng)用在復(fù)雜制造的微流道設(shè)備,精密的生物醫(yī)學(xué)設(shè)備,生物傳感器等領(lǐng)域具有一定的局限性。因此,建立有效的、溫和的、簡便可控的方法來制備抗污生物活性表面具有重要的理論研究和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。主客體修飾方法作為一種新的表面修飾方法具有可適應(yīng)性,可逆性,方法簡單,生物相容性好等優(yōu)點(diǎn)。本論文的工作是以生物功能化的β-環(huán)糊精衍生物為基礎(chǔ)構(gòu)建了多種抗污生物活性表面,并詳細(xì)研究了生物活性表面的多樣性,可逆性和可調(diào)控性。具體研究內(nèi)容如下:第一,采用銅催化的疊氮-炔基環(huán)化加成反應(yīng)制備了配體分子單取代和七取代修飾的β-CD衍生物。運(yùn)用氫譜,碳譜,紅外以及大分子質(zhì)譜測(cè)試技術(shù)證明了甘露糖七取代的β-CD,生物素七取代的β-CD,賴氨酸七取代的β-CD以及賴氨酸單取代的β-CD的成功制備。第二,研究了甘露糖七取代的β-CD(CD(mannose))與表面的主客體相互作用和金剛烷(Ada)含量對(duì)表面溫敏性和浸潤性的調(diào)節(jié)。使用表面引發(fā)單電子轉(zhuǎn)移活性自由基聚合(SI-SET-LRP)在硅片表面修飾了poly(NIPAAm-co-Ada)無規(guī)共聚物刷。紅外和1H NMR測(cè)試證明表面聚合物刷上Ada與NIPAAm的組成比與投料比相近。通過調(diào)節(jié)Ada的投料量可以獲得不同溫敏性和浸潤性的共聚物修飾表面。CD(mannose)對(duì)poly(NIPAAm-co-Ada)的溫敏性和表面浸潤性的影響受到主鏈上Ada含量的限制。表面浸潤性和AFM測(cè)試的表面形貌實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論模擬和計(jì)算結(jié)果一致,都表明:相鄰Ada單元之間的間距太小會(huì)產(chǎn)生空間位阻而阻礙CD(mannose)結(jié)合到聚合物刷上。第三,在si-poly(nipaam-co-ada)表面上引入7個(gè)甘露糖和7個(gè)生物素修飾的β-cd分子(cd(mannose)和cd(biotin)),并研究了共聚物刷修飾表面作為溫敏性分子識(shí)別平臺(tái)的通用性和再生性。125i標(biāo)記cona蛋白質(zhì)和hsa蛋白質(zhì)的吸附結(jié)果顯示:poly(nipaam-co-ada)/cd(mannose)溫敏性糖聚物表面具有比pnipaam表面還低的非特異性蛋白質(zhì)吸附。而且表面引入的甘露糖越多,對(duì)cona的吸附量也越多。不同lcst的溫敏性糖聚物表面實(shí)現(xiàn)了在不同溫度區(qū)間內(nèi)調(diào)節(jié)cona的吸附。另外,poly(nipaam-co-ada)/cd(biotin)表面也表現(xiàn)出特異性和溫敏性調(diào)節(jié)fitc標(biāo)記的親和素吸附的性能,同時(shí)排斥非特異性bsa吸附。采用sds浸泡的方法實(shí)現(xiàn)了共聚物刷修飾表面再生/利用的多次循環(huán)。第四,利用β-cd衍生物的主客體后修飾方法實(shí)現(xiàn)了調(diào)節(jié)生物活性表面上的配體密度和蛋白質(zhì)結(jié)合能力。應(yīng)用表面引發(fā)原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(si-atrp)在硅片表面修飾了hema與金剛烷單體的共聚物刷(phada),然后引入賴氨酸改性的β-cd衍生物。表面賴氨酸密度測(cè)試結(jié)果說明通過改變?chǔ)?cd上修飾賴氨酸數(shù)目和利用β-cd稀釋賴氨酸七取代β-cd(cd(lys)7)的方法就能實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)表面賴氨酸密度。125i標(biāo)記纖維蛋白溶酶原(plg)的吸附結(jié)果顯示與單價(jià)態(tài)賴氨酸修飾表面相比,七價(jià)態(tài)賴氨酸修飾表面表現(xiàn)了對(duì)plg更高的吸附量和親和力。當(dāng)使用純?chǔ)?cd稀釋cd(lys)7時(shí),通過改變cd(lys)7/cd的比例能實(shí)現(xiàn)線性調(diào)節(jié)表面對(duì)plg的吸附量。plg吸附等溫線擬合出的hil系數(shù)說明單價(jià)態(tài)賴氨酸修飾表面是單價(jià)態(tài)結(jié)合plg。而七價(jià)態(tài)賴氨酸修飾表面通過多價(jià)態(tài)連接而增強(qiáng)了對(duì)plg的親和力。因此,主客體后修飾構(gòu)建生物活性聚合物刷的方法簡單并且可調(diào)性好。第五,使用化學(xué)沉積法在金片表面制備了納米金沉積膜(gnpl),并研究了納米金沉積膜與主客體后修飾方法制備的生物活性聚合物刷之間的協(xié)同作用對(duì)表面浸潤性和對(duì)表面特異性蛋白質(zhì)吸附的影響。使用sem,afm,循環(huán)伏安法分別表征了gnpl的表面形貌,粗糙度和表面積。然后運(yùn)用si-atrp在表面修飾了oegma與金剛烷單體的無規(guī)共聚物刷(poegada)。利用afm測(cè)試了gnpl表面修飾聚合物刷的干態(tài)和濕態(tài)厚度。表面引入cd(mannose)之后,表面浸潤性的結(jié)果表明納米金沉積膜在較大程度上增強(qiáng)了CD(mannose)客體分子對(duì)表面浸潤性的影響。納米金沉積膜主要是通過增大表面積而增加表面對(duì)特異性ConA蛋白質(zhì)的吸附量。總之,本課題采用生物功能化的β-CD與含有金剛烷的抗污聚合物刷之間的主客體相互作用構(gòu)建了具有多樣性,可逆性和可調(diào)性的生物活性表面。本項(xiàng)目的研究為制備生物活性表面用于精密制造的生物醫(yī)學(xué)設(shè)備,生物傳感器,微流道設(shè)備,生物材料等體系提供可以借鑒的基礎(chǔ)研究結(jié)果。
【關(guān)鍵詞】：生物活性表面 主客體相互作用 β-環(huán)糊精 金剛烷 生物惰性聚合物刷
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O647
【目錄】：

• 摘要4-7
• abstract7-16
• 第一章 引言16-56
• 1.1 基于抗污聚合物的生物惰性表面17-21
• 1.1.1 抗污聚合物17-19
• 1.1.2 抗污聚合物排斥蛋白質(zhì)的原因19
• 1.1.3 抗污聚合物的涂層技術(shù)19-21
• 1.2 基于抗污聚合物的生物活性表面的制備21-32
• 1.2.1 抗污聚合物刷的共價(jià)生物功能化21-30
• 1.2.2 抗污聚合物刷的非共價(jià)生物功能化30-32
• 1.3 聚合物刷與蛋白質(zhì)相互作用的影響因素32-35
• 1.3.1 聚合物刷接枝密度對(duì)蛋白質(zhì)吸附的影響32-34
• 1.3.2 聚合物刷厚度對(duì)蛋白質(zhì)吸附的影響34-35
• 1.3.3 表面物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)聚合物刷與蛋白質(zhì)相互作用的影響35
• 1.4 主客體相互作用在表界面應(yīng)用的研究進(jìn)展35-49
• 1.4.1 調(diào)控表面浸潤性37-39
• 1.4.2 生物傳感器上生物分子的固定39-42
• 1.4.3 生物材料表面的生物功能改性42-43
• 1.4.4 刺激響應(yīng)性生物界面的制備43-47
• 1.4.5 分子印刷板47-49
• 1.5 β-環(huán)糊精的修飾49-52
• 1.5.1 β-環(huán)糊精的性質(zhì)49-50
• 1.5.2 β-環(huán)糊精的修飾及應(yīng)用50-52
• 1.6 課題的提出52-56
• 1.6.1 研究目的及意義52-53
• 1.6.2 研究內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案53-56
• 第二章 β-環(huán)糊精的功能化56-86
• 2.1 本章引論56-57
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分57-73
• 2.2.1 試劑和材料57-59
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器59-60
• 2.2.3 分子結(jié)構(gòu)的表征60-62
• 2.2.4 制備炔基修飾的賴氨酸62-63
• 2.2.5 制備七個(gè)功能團(tuán)修飾的 β-環(huán)糊精63-69
• 2.2.6 制備單功能團(tuán)修飾的 β-環(huán)糊精69-73
• 2.3 結(jié)果與討論73-85
• 2.3.1 疊氮七取代 β-環(huán)糊精的制備和表征73-75
• 2.3.2 甘露糖七取代 β-環(huán)糊精的制備和表征75-76
• 2.3.3 生物素七取代 β-環(huán)糊精的制備和表征76-77
• 2.3.4 賴氨酸七取代 β-環(huán)糊精的制備和表征77-82
• 2.3.5 賴氨酸單取代 β-環(huán)糊精的制備和表征82-85
• 2.4 本章小結(jié)85-86
• 第三章 β-環(huán)糊精-金剛烷主客體雙重調(diào)節(jié)表面浸潤性86-110
• 3.1 本章引論86-87
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分87-98
• 3.2.1 試劑和材料87-88
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器88-89
• 3.2.3 金剛烷1甲基-丙烯酸酯單體的制備89-90
• 3.2.4 poly(NIPAAm-co-Ada)無規(guī)共聚物刷改性硅片表面的制備90-92
• 3.2.5 甘露糖七取代的 β-環(huán)糊精包合共聚物表面的制備92-93
• 3.2.6 表面性質(zhì)和聚合物性質(zhì)表征93-97
• 3.2.7 分子動(dòng)力學(xué)模擬97-98
• 3.3 結(jié)果與討論98-108
• 3.3.1 SI-SET-LRP制備poly(NIPAAm-co-Ada)無規(guī)共聚物刷的研究98-100
• 3.3.2 聚合物刷的表面接枝密度100-101
• 3.3.3 poly(NIPAAm-co-Ada)無規(guī)共聚物的表征101-102
• 3.3.4 金剛烷單體含量對(duì)表面浸潤性和溫敏性的影響102-104
• 3.3.5 主客體相互作用對(duì)表面浸潤性的影響104-108
• 3.4 本章小結(jié)108-110
• 第四章 可再生的通用型分子識(shí)別表面的構(gòu)建110-132
• 4.1 本章引論110-112
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分112-119
• 4.2.1 試劑和材料112-113
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器113-114
• 4.2.3 共聚物改性表面及 β-環(huán)糊精衍生物包合共聚物表面的制備114
• 4.2.4 表面性質(zhì)的表征114-115
• 4.2.5 同位素標(biāo)記蛋白質(zhì)吸附的測(cè)試115-118
• 4.2.6 FITC標(biāo)記蛋白質(zhì)吸附的測(cè)試118-119
• 4.2.7 表面再生和再應(yīng)用性能的測(cè)試119
• 4.3 結(jié)果與討論119-130
• 4.3.1 β-環(huán)糊精衍生物包合poly(NIPAAm-co-Ada)表面的制備和表征119-120
• 4.3.2 溫敏性糖聚合物修飾表面對(duì)特異性和非特異性蛋白質(zhì)的吸附120-126
• 4.3.3 生物素修飾的溫敏性表面對(duì)特異性和非特異性蛋白質(zhì)的吸附126-128
• 4.3.4 表面再生和再應(yīng)用的性能128-130
• 4.4 本章小結(jié)130-132
• 第五章 蛋白質(zhì)結(jié)合能力可調(diào)的生物活性表面的構(gòu)建132-157
• 5.1 本章引論132-134
• 5.2 實(shí)驗(yàn)部分134-143
• 5.2.1 試劑和材料134-136
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器136-137
• 5.2.3 金剛烷1甲基-甲基丙烯酸酯單體的制備137-138
• 5.2.4 PHAda無規(guī)共聚物刷改性硅片表面的制備138-139
• 5.2.5 賴氨酸修飾的 β-CD包合共聚物表面的制備139
• 5.2.6 表面性質(zhì)和聚合物性質(zhì)的表征139-141
• 5.2.7 緩沖液或者血漿中蛋白質(zhì)吸附的測(cè)試141-143
• 5.2.8 主客體相互作用制備的生物活性表面穩(wěn)定性的測(cè)試143
• 5.3 結(jié)果與討論143-155
• 5.3.1 PHAda改性表面和賴氨酸修飾的 β-CD包合共聚物表面的表征143-146
• 5.3.2 PHAda/CD(Lys)7 表面對(duì)血漿中特異性和非特異性蛋白質(zhì)的吸附146-149
• 5.3.3 原位賴氨酸密度對(duì)表面特異性蛋白質(zhì)吸附的調(diào)節(jié)149-150
• 5.3.4 平均賴氨酸密度對(duì)表面特異性蛋白質(zhì)吸附的調(diào)節(jié)150-151
• 5.3.5 表面賴氨酸呈現(xiàn)對(duì)Plg結(jié)合親和力的調(diào)節(jié)151-154
• 5.3.6 主客體相互作用制備的生物活性表面的穩(wěn)定性154-155
• 5.4 本章小結(jié)155-157
• 第六章 納米金沉積膜與生物活性聚合物刷的復(fù)合157-176
• 6.1 本章引論157-158
• 6.2 實(shí)驗(yàn)部分158-167
• 6.2.1 試劑和材料158-160
• 6.2.2 實(shí)驗(yàn)儀器160-161
• 6.2.3 納米金沉積膜的制備161
• 6.2.4 POEGAda改性納米金沉積膜表面的制備161-162
• 6.2.5 甘露糖修飾的 β-CD包合共聚物表面的制備162
• 6.2.6 表面性質(zhì)的表征162-167
• 6.2.7 蛋白質(zhì)吸附測(cè)試167
• 6.3 結(jié)果與討論167-175
• 6.3.1 納米金沉積膜表面結(jié)構(gòu)的表征167-169
• 6.3.2 納米金沉積膜表面修飾的聚合物刷厚度的表征169-171
• 6.3.3 納米金沉積膜結(jié)構(gòu)對(duì)表面浸潤性的影響171
• 6.3.4 納米金沉積膜結(jié)構(gòu)對(duì)主客體調(diào)節(jié)表面浸潤性的影響171-173
• 6.3.5 納米金沉積膜對(duì)非特異性蛋白質(zhì)吸附的影響173-174
• 6.3.6 納米金沉積膜對(duì)生物活性聚合物刷吸附特異性蛋白質(zhì)的影響174-175
• 6.4 本章小結(jié)175-176
• 第七章 論文總結(jié)與展望176-181
• 7.1 論文總結(jié)176-179
• 7.2 展望179-181
• 參考文獻(xiàn)181-222
• 附錄1 博士論文工作期間科研成果222-224
• 附錄2 縮寫224-229
• 致謝229-231

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 張燕霞;于謙;武照強(qiáng);周峰;李鑫;陳紅;;能夠促進(jìn)細(xì)胞黏附的生物活性表面的制備[J];高分子學(xué)報(bào);2011年06期

2 劉仲堪;脈沖CO色譜法測(cè)定銅催化劑的活性表面積[J];天然氣化工;1995年05期

3 崔振鐸,楊賢金,朱勝利;激光修飾在制備生物活性表面中的應(yīng)用[J];金屬熱處理;2001年03期

4 ;[J];;年期

中國重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 安琪;李廣濤;張以河;;利用葫蘆脲自組裝單層膜構(gòu)建生物活性表面[A];中國化學(xué)會(huì)第十四屆膠體與界面化學(xué)會(huì)議論文摘要集-第1分會(huì)：表面界面與納米結(jié)構(gòu)材料[C];2013年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 石秀娟;通過主客體相互作用構(gòu)建生物活性表面的研究[D];蘇州大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：通過主客體相互作用構(gòu)建生物活性表面的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：258381