氟化丙烯酸酯嵌段共聚物表面結(jié)構(gòu)與蛋白質(zhì)吸附行為的關(guān)系研究.pdf

1、無(wú)論在生物醫(yī)學(xué)材料領(lǐng)域,還是抗海洋生物污染涂層材料領(lǐng)域,了解和控制材料表面與蛋白質(zhì)的相互作用相當(dāng)關(guān)鍵。含氟共聚物的低表面能特性理論上能夠減少蛋白質(zhì)的吸附,但也有與之相反的實(shí)驗(yàn)結(jié)果被報(bào)道。這可能是由于對(duì)含氟共聚物表面表征不夠精確和含氟共聚物表面結(jié)構(gòu)與蛋白質(zhì)吸附關(guān)系缺乏系統(tǒng)的研究造成的。
　　 本論文用原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法(ATRP)合成了甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和甲基丙烯酸全氟辛基乙基酯(PFMA)的二嵌段、三嵌段氟化共聚物。利

2、用表面張力和具有準(zhǔn)單分子層靈敏度的和頻振動(dòng)光譜(SFG)等表征手段對(duì)共聚物溶液的氣液界面進(jìn)行了研究。研究了氣液界面結(jié)構(gòu)對(duì)固化后膜表面性質(zhì)的影響,在此基礎(chǔ)上利用各種調(diào)控表面的手段構(gòu)筑了性質(zhì)各異的氟化共聚物表面。在不同性質(zhì)的氟化共聚物表面上進(jìn)行了蛋白質(zhì)吸附實(shí)驗(yàn),試圖找出含氟共聚物表面蛋白質(zhì)吸附的規(guī)律。得到以下結(jié)論:
　　 (1)二嵌段共聚物PMMAm-b-PFMAn在環(huán)己酮溶液中的表面張力和PMMA均聚物一致,沒(méi)有體現(xiàn)出氟化組分的表

3、面活性。研究表明PMMA吸附在共聚物溶液表面。這可能是由于共聚物在溶液中形成了穩(wěn)定的膠束,阻止了PFMA向表面吸附造成的。
　　 (2)三嵌段共聚物PFMAy-b-PMMAx-b-PFMAy環(huán)己酮溶液,當(dāng)PFMA段或PMMA段較短時(shí),共聚物溶液表面張力比PMMA均聚物溶液表面張力低得多。研究表明PFMA吸附在共聚物溶液表面。當(dāng).PFMA或PMMA段較長(zhǎng)時(shí),共聚物表面張力與PMMA均聚物一樣,沒(méi)有體現(xiàn)出氟化組分的表面活性。研究表明

4、PMMA吸附在共聚物溶液表面。這一現(xiàn)象與共聚物在環(huán)己酮溶液中形成膠束的穩(wěn)定性密切相關(guān)。
　　 (3)研究發(fā)現(xiàn)以甲苯為溶劑時(shí),其表面張力的情況與環(huán)己酮溶液不同。二嵌段共聚物PMMAm-b-PFMAn(除了PFMA段和PMMA段較長(zhǎng)的PMMA920-b-PFMAn(n≈1)和PMMA430-b-PFMA22.0)和三嵌段共聚物PFMA10.1-b-PMMA430-b-PFMA10.1(y≈1)在甲苯溶液中的表面張力都比PMMA均聚物

5、的甲苯溶液低,體現(xiàn)出了含氟共聚物的表面活性。研究表明此時(shí)PFMA吸附在共聚物的氣液界面。溶劑性質(zhì)對(duì)共聚物氣液界面結(jié)構(gòu)的影響主要與共聚物在溶劑中形成膠束的穩(wěn)定性有關(guān)。甲苯對(duì)PMMA段和PFMA段的親和力更強(qiáng),在甲苯中不容易形成穩(wěn)定的膠束。
　　 (4)氟化聚甲基丙烯酸甲酯嵌段共聚物溶液的氣液界面結(jié)構(gòu)決定了其旋涂膜的表面性質(zhì)。這是由于旋涂成膜時(shí)溶劑揮發(fā)較快,分子鏈被很快凍結(jié)造成的。氣液界面被PFMA占據(jù)的共聚物溶液其旋涂膜表面表面氟

6、化組分含量較高;氣液界面被PMMA吸附的共聚物溶液旋涂膜表面被PMMA占據(jù),含氟組分含量較低。
　　 (5)氣液界面結(jié)構(gòu)對(duì)澆鑄膜表面性質(zhì)沒(méi)有太大影響。澆鑄成膜時(shí)溶劑揮發(fā)較慢,含氟組分有足夠的時(shí)間向表面離析,二嵌段共聚物PMMAm-b-PFMAn(n≈1)和三嵌段共聚物PFMAy-b-PMMAx-b-PFMAy(y≈1)澆鑄膜表面PFMA含量都較高,表面水接觸角均能達(dá)到120°左右。當(dāng)PMMA段長(zhǎng)度為430左右時(shí),共聚物膜表面和本