生物大分子與材料表面的相互作用.pdf

1、生物大分子與基質(zhì)之間的相互作用，以及這種相互作用對生物信號變化的響應(yīng)是生命活動和生物功能的核心過程之一。生物功能材料表面所吸附生物大分子的種類及其數(shù)量將直接影響其與生命體的生物相容和功能誘導(dǎo)。因此研究生物大分子與生物功能材料表面的相互作用，對具有特定生物功能材料表面的構(gòu)建，蛋白質(zhì)的分離、純化技術(shù)，生物檢測技術(shù)等的應(yīng)用研究具有重要的理論指導(dǎo)意義。
　　 本論文選擇聚氨酯作為基材，通過一種簡單的化學(xué)改性的方法首先在基材表面引入碳.碳

2、雙鍵，然后選擇不同的乙烯基單體，利用表面引發(fā)聚合的方法在聚氨酯材料表面接枝親水性聚合物、疏水性聚合物和環(huán)境響應(yīng)性聚合物。分別研究了上述三種改性的聚氨酯材料表面與蛋白質(zhì)的相互作用。另外，通過化學(xué)接枝的方法將溶菌酶接枝在等離子共振(SPR)傳感芯片表面，基于SPR研究這種表面與不同位點(diǎn)硫酸酯化殼聚糖的相互作用。具體研究內(nèi)容如下：
　　 1.通過一種簡單的化學(xué)方法，首先在聚氨酯基材表面引入碳-碳雙鍵，選擇了三種乙烯基單體進(jìn)行后續(xù)的表面

3、引發(fā)聚合反應(yīng)，并研究了改性后的親水表面和超疏水表面與纖維蛋白原之間的相互作用。X-射線光電子能譜(XPS)和水接觸角結(jié)果表明：我們成功地將碳-碳雙鍵引入到聚氨酯表面，并且這種表面能進(jìn)行后續(xù)的聚合反應(yīng)。纖維蛋白原吸附實(shí)驗(yàn)表明：表面聚合接枝親水性聚合物(甲基丙烯酸-2-羥乙酯(PHEMA))和疏水性聚合物(聚2-全氟辛基丙烯酸己酯(PFMA))能有效的阻抗蛋白質(zhì)的吸附。
　　 2.基于上面所述改性的方法，通過控制溫敏性聚合物單體N-

4、異丙基丙烯酰胺(NPIAAm)與引發(fā)劑偶氮二異丁腈的投料比，以控制聚氨酯表面聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)的接枝分子量，系統(tǒng)研究了表面PNIPAAm接枝分子量對蛋白質(zhì)吸附和細(xì)胞黏附行為的影響。選擇了三種不同尺寸和帶不同電荷的蛋白質(zhì)(人血清白蛋白(HSA)、纖維蛋白原(Fg)和溶菌酶(Lys))作為模型蛋白質(zhì)，通過同位素標(biāo)記的方法考察了不同溫度下改性表面對蛋白質(zhì)的吸附情況。并利用同位素標(biāo)記的方法和蛋白質(zhì)免疫測試的方法研究了改性表面

5、在血漿中在37℃下對蛋白質(zhì)的吸附行為。研究表明：隨著表面PNIPAAm接枝分子量的增加，蛋白質(zhì)的吸附量和細(xì)胞的黏附數(shù)目逐漸減少，并且當(dāng)PNIPAAm接枝分子量達(dá)到7.9×104時，蛋白質(zhì)吸附量隨著表面接枝PNIPAAm分子量的增加變化很小，并基本到達(dá)一個平臺。在37℃下，與未經(jīng)修飾的聚氨酯表面相比，表面接枝PNIPAAm分子量為14.6×104的聚氨酯表面HSA和Fg分別下降了86％和91％。接枝較高分子量PNIPAAm的聚氨酯表面對細(xì)

6、胞的阻抗行為主要是其表面對細(xì)胞黏附蛋白的阻抗所導(dǎo)致。
　　 3.基于SPR技術(shù)研究溶菌酶與不同位點(diǎn)硫酸酯化殼聚糖的相互作用，結(jié)果表明：隨著硫酸酯化殼聚糖濃度的增大，溶菌酶的結(jié)合量增大，并且對應(yīng)的結(jié)合常數(shù)減小，而解離常數(shù)增大。同時不同位點(diǎn)硫酸酯化的殼聚糖與溶菌酶在結(jié)合的量上存在明顯的差異，其中結(jié)合量的順序?yàn)?-O-硫酸酯化殼聚糖(6S)>2-N-6-O-硫酸酯化殼聚糖(26S)>3，6-O-硫酸酯化殼聚糖(36S)>2-N-3，6