基于親水性高分子的生物活性表面的制備.pdf

1、武漢理工大學(xué)博士學(xué)位論文基于親水性高分子的生物活性表面的制備姓名：張燕霞申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：生物材料學(xué)指導(dǎo)教師：陳紅201105得到羧基化的聚(甲基丙烯酸寡聚乙二醇酯共聚甲基丙烯酸2羥基乙酯)(carboxylatedpoly(OEGMACOHEMA))。該聚合物膜通過其側(cè)鏈末端的羧基將生物分子固定在表面，從而可以作為生物傳感器基質(zhì)。首先，詳細(xì)考察了聚合物膜制備過程中四個(gè)主要影響因素：(1)用于調(diào)控引發(fā)劑密度的稀釋劑硫醇的種類；(2

2、)引發(fā)劑密度；(3)ATRP的時(shí)間及(4)羧基化時(shí)間，并得到優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件用于制備一系列不同厚度的膜表面。橢圓偏振儀測(cè)試結(jié)果表明：當(dāng)引發(fā)劑密度10％時(shí)，聚合物膜厚與引發(fā)劑密度線性相關(guān)；羧基化前后膜的厚度線性相關(guān)。石英晶體微天平(QCM)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：聚合物膜在空氣中的頻率與厚度線性相關(guān)：在水溶液中時(shí)，該線性關(guān)系仍然成立，但是線性關(guān)系成立的范圍根據(jù)膜表面的性質(zhì)不同而有所改變。同時(shí)，本實(shí)驗(yàn)首次發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過磷酸鹽緩沖溶液(PBS)處理后，連接聚

3、合物膜與芯片表面之間的AuS鍵發(fā)生了斷裂，從而導(dǎo)致聚合物膜從芯片表面脫附。而后，進(jìn)一步考察了carboxylatedpoly(OEGMAcoHEMA)膜在PBS溶液中的穩(wěn)定性以及影響膜穩(wěn)定性的因素，最后通過理論計(jì)算建立各種因素與膜脫附的對(duì)應(yīng)關(guān)系以期對(duì)共價(jià)鍵斷裂行為進(jìn)行預(yù)測(cè)和調(diào)控。通過橢圓偏振儀，AFM，掃描電子顯微鏡(SEM)，傅里葉變換紅外光譜(FT瓜)，XPS測(cè)試進(jìn)一步證明了AuS鍵的斷裂以及聚合物膜的脫附現(xiàn)象。同時(shí)系統(tǒng)地研究了聚合

4、物膜厚度，化學(xué)組成，溶液的pH值及鹽離子濃度對(duì)膜脫附行為的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：只有聚合物膜厚達(dá)到一個(gè)臨界值時(shí)，脫附現(xiàn)象才會(huì)發(fā)生，同時(shí)該臨界值會(huì)隨溶液pH的增加而降低。鹽離子濃度的增加會(huì)使膜脫附的機(jī)率增大。QCM結(jié)果表明聚合物膜的脫附是由膜在PBS溶液中高度溶脹而引起。結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算，我們可以對(duì)聚合物膜的脫附行為進(jìn)行預(yù)測(cè)和調(diào)控。同時(shí)carboxylatedpoly(OEGMACOHEMA)膜是一種弱聚電解質(zhì)，因此本實(shí)驗(yàn)的研究會(huì)進(jìn)一

5、步完善聚電解質(zhì)理論的發(fā)展，并在共價(jià)鍵鍵能測(cè)定、藥物控制釋放等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景?？傊菊撐囊跃哂辛己蒙锵嗳菪院团懦夥翘禺愋缘鞍踪|(zhì)吸附能力的親水性高分子poly(OEOMA)為基礎(chǔ)，將poly(OEGMA)與其它可參與生物分子識(shí)別及固定的聚合物進(jìn)行共聚來制備新型的生物活性表面。我們通過改變共聚方法(嵌段共聚或無規(guī)共聚)、聚合物的種類、聚合物的相對(duì)含量、反應(yīng)條件等制備了具有不同反應(yīng)活性的表面。通過各種表征手段對(duì)聚合物的組成、結(jié)構(gòu)及穩(wěn)