第一章緒論

治療和診斷設(shè)備在與生物體液的長期接觸和使用過程中,其表面會與蛋白質(zhì)、細(xì)胞和微生物等發(fā)生非恃異性吸附(生物污染)。材料表面的生物污染會導(dǎo)致設(shè)備性能受損,成本増加,甚至威脅到患者的生命安全。例如,在植入材料表面的血漿蛋白質(zhì)吸附,尤其是纖維蛋白原,會引起血小板的黏附并激活凝血路徑,導(dǎo)致血栓的形成和炎癥的發(fā)生。蛋白質(zhì)的吸附還為細(xì)菌的定植提供了條件,導(dǎo)致細(xì)菌生物膜的形成,引發(fā)感染。典型的處理方法是將受感染的器件進(jìn)行手術(shù)置換,并且需要長期的抗生素治療。此外,在免疫學(xué)分析中,生物芯片表面的蛋白質(zhì)吸附會減低檢測的靈敏度和準(zhǔn)確性。在蛋白質(zhì)分離分析中(如毛細(xì)管電泳的蛋白質(zhì)分離),蛋白質(zhì)分子在分析通道內(nèi)表面的吸附會導(dǎo)致分離效率的下降,甚至無法進(jìn)行分離在船舶航行中,藻類及各種微生物在船體表面的附著和積累會在船體表面形成粗趟不規(guī)則結(jié)構(gòu),極大的增加了航行時的阻力,從而増加油耗和廢氣的排放。因此,降低或避免材料表面的生物污染在各領(lǐng)域都具有重要的意義。

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第二章星形聚乙二醇涂層的制備:其抗蛋白質(zhì)吸附性能的研究及在蛋白分離中的應(yīng)用

2.1引言

有多種方法可實現(xiàn)基底表面的PEG化,然而這些方法往往基于聚電解質(zhì)與帶電基底表面的靜電作用,琉基與貴重金屬表面的特異性相互作用,桂燒化試劑與娃片表面徑基的反應(yīng),礎(chǔ)酸醋類試劑與氧化鐵基底表面的結(jié)合等。所有的這些方法都存在很大的局限性,如涂層的穩(wěn)定性和對基底選擇的依賴性。因此,需要發(fā)展一種可適用于多種基底表面且涂覆條件溫和、快速、高效的表面修飾方法。聚多己胺(PDA)徐層是近些年發(fā)展起來的具有廣泛應(yīng)用價值的聚合物黏合層,它能夠黏附在多種基底材料表面(包括有機,無機,高分子等)Pn-323。此外,PDA涂層表面的苯釀基團(tuán)能與氨基化及琉基官能團(tuán)發(fā)生邁克爾加成或者席夫堿反應(yīng),而使得PDA涂層表面能夠根據(jù)實際需要結(jié)合上其它功能性分子P3-W。

2.2實驗部分

蛋白質(zhì)樣品的制備:(a)單蛋白溶液的配置:準(zhǔn)確稱取一定量的溶菌酶,纖維蛋白原和牛血清蛋白,分別溶于PBS緩沖液(pH7.4)中,振蕩溶解,蛋白質(zhì)溶液濃度均為l.Omg/mL。(b)四種堿性蛋白混合樣的配制:將溶菌酶、核糖核酸酶A、a-族凝乳蛋白酶原A、細(xì)胞色素C分別洛解于去離子水中,最終濃度均為2mg/mL,然后等體積混合四種蛋白質(zhì)溶液,得到濃度均為0.5mg/mL的四種堿性蛋白混合樣,冷凍儲存待用。所有蛋白溶液測試前均在14000ipm下離如5min,取上清液使用。

第三章星形聚(2-甲基-2-囑睡晰)涂層的快速制備及聚合物結(jié)構(gòu)對其抗污性能的影響......69

3.1引言......69
3.2實驗部分......70
3.3結(jié)果與討論......75
3.4本章小結(jié)......101
第四章超支化聚(2-甲基-2-曠哇琳)徐層的制備及其抗污性能的研究......109
4.1引言......109
4.2實驗部分......109
4.3結(jié)果與討論......114
4.4本章小結(jié)......122
第五章結(jié)論..........129

第四章超支化聚(2-甲基-2-噁嗤琳)涂層的制備及其抗污性能的研究

4.1引言

根據(jù)之前的研究,PMeOxA由于其聚合物鏈較好的親水性,表現(xiàn)出優(yōu)異的抗蛋白質(zhì)吸附性能。當(dāng)涂層浸入水溶液中,超支化聚合物在水溶液中將會首先吸水溶脹,進(jìn)而將親水性的PMeOxA鏈暴露在溶液相中形成伸展鏈構(gòu)象,并最終在基底表面形成一層致密且穩(wěn)定的水合層,從而阻礙蛋白質(zhì)分子在基底表面的吸附。因此,涂層表面的PMeOxA鏈密度越高,其表面的抗蛋白質(zhì)吸附性能越好。對于線形PMeOx-OH所形成的的涂層,由于其較低的表面PMeOxA鏈密度,因此吸附有大量的蛋白質(zhì)。此外,我們發(fā)現(xiàn)PEGA(3)-co-VB (lyPDA涂層表面相對于PMeOxA(3)-co-VBPTXl)/PDA涂層具有較高的水接觸角和吸附有較多的蛋白質(zhì),說明在同樣的聚合物結(jié)構(gòu)下(二者具有相近的支化度及大分子單體重復(fù)單元),采用多己胺共沉積法,超支化PMeOx比超支化PEG更容易在基底表面沉積,從而賦予基底表面優(yōu)異的抗蛋白質(zhì)吸附性能。

4.2實驗部分

涂層的制備采用多己胺輔助共沉積法。將濃度為2.0mg/mL的聚合物Tris-HC1 (陽8.5)溶液與不同濃度的多己胺Tris-HCl溶液等體積混合。所得到的混合液中,聚合物的濃度固定在l.Omg/mL,多己胺濃度為0-50.0mg/mL。然后將清洗后的基底(金片、玻璃片和珪片)浸入上述漏合液中,室溫下振蕩反應(yīng)不同時間。修飾后的基底表面先用大量去離子水徹底沖洗,之后用氮氣吹干放入離也管中密封保存。我們進(jìn)一步采用紅外譜圖對聚合物進(jìn)行表征,如圖巧g.4.1B所示;聚合物PMeOx-OH、PMeOxA和poly(PMeOxA<o-vbpt)均在1638c,處出現(xiàn)pmeox重復(fù)單元中醜胺鍵的紅外吸收峰。pmeoxa、pmeoxa(3)-co-vbpt(l)和pega(3)-co-vbpt化紅外譜圖在1724cm出現(xiàn)醋鍵的吸收峰。1452cm處為-ch2-基團(tuán)的非對稱變形振動,2925-111處為伸縮振動。對于超支化聚合物pega(3>co-VBPT(l),在1100c處出現(xiàn)明顯的PEG重復(fù)單元上酸鍵(-C-0-C-)的伸縮振動峰。

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第五章結(jié)論

本論文中的主要研究結(jié)論如下:(1)合成表征了一系列具有不同PEG接枝率的親水性多臂星形共聚物PEI-g-PEG和末端為氨基的線形聚合物PEG2000-NH2。通過與PDA徐層表面的化學(xué)反應(yīng),我們成功制備了星形/線形PEG涂層。研巧結(jié)果表明星形PEG涂層表面的聚合物接枝度隨著聚合物中PEG接枝率的増加而減小。然而,其表面的PEG鏈密度隨著PEG接枝率的增加而増大,并在PEG接枝率>10時,PEG鏈密度超過線形PEG徐層。此外,對徐層表面蛋白質(zhì)吸附的定量研究發(fā)現(xiàn),徐層的抗蛋白質(zhì)吸附能為與表面PEG鏈密度成正比關(guān)系,PEG鏈密度越高,涂層表面的抗蛋白質(zhì)吸附能力越強。最后,我們將星形PEG徐層成功地涂覆到烙融珪毛細(xì)管內(nèi)壁,并采用毛細(xì)管電泳儀對四種堿性蛋白質(zhì)混合樣實現(xiàn)了有效分離。

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參考文獻(xiàn)（略）

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本文編號：106375