抗蛋白質吸附聚合物接枝聚多巴胺涂層的設計及其應用.pdf

1、本論文目的在于制備一系列具有阻抗蛋白質吸附功能的聚合物涂層材料，該系列聚合物涂層材料可以通過簡單的方法牢固地黏附在基底材料表面，還具有很好的阻抗蛋白質吸附功能。在我們的工作中，合成了一系列帶有自由氨基基團的聚合物，例如，端基氨基化的聚氧化乙烯單甲醚長鏈高分子(mPEG5000-NH2)，短鏈的聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEGMA300)與帶有自由氨基的2-氨乙基甲基丙烯酸酯(AEMA)的無規(guī)共聚物（poly（PEGMA300-random-

2、AEMA））以及兩性離子磺酸甜菜堿甲基丙烯酸酯(SBMA)與AEMA的共聚物(poly(SBMA-random-AEMA)），基于聚多巴胺(polydopamine，PDA)涂層優(yōu)異的黏附性能以及它可以進行二次反應的特點，這些聚合物可以通過分子上的氨基與聚多巴胺發(fā)生邁克爾加成或者席夫堿反應而黏附在基底材料表面。在本論文中，我們的工作介紹如下:
　　1.我們合成了單端帶有一個氨基基團的長鏈mPEG5000-NH2(Mw=5000)，

3、該聚合物可以通過PDA涂層牢固地黏附在毛細管內表面形成mPEG5000-graft-PDA聚合物涂層，該涂層修飾的毛細管在進行電泳（Capillary Electrophresis，CE）研究時，表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性以及抗蛋白質吸附的性能，為了充分利用該涂層管優(yōu)異的性能，在本工作中，mPEG5000-graft-PDA涂層修飾的毛細管用來定性、定量分析食品蛋白，例如:雞蛋清蛋白以及牛奶中的乳清蛋白。此外，我們通過表面等離子體共振(Surf

4、ace Plasma Resonance，SPR)技術對六種來自食品的標準蛋白質在該聚合物涂層上的吸附情況進行了研究。SPR實驗結果也表明該涂層具有很好地抗蛋白質吸附的性能。最后，我們通過CE研究成功地對雞蛋清蛋白以及牛奶中的乳清蛋白實現(xiàn)了定量分析研究，這對于食品質量檢測具有指導意義。
　　2.我們通過原子轉移自由基聚合(Atom Transfer Radical Polymerization，ATRP)的方法合成了一系列無規(guī)刷狀

5、聚合物poly（PEGMA300-random-AEMA），該聚合物是由低分子量的聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEGMA300，Mw=300)和AEMA組成，AEMA上的氨基可以與聚多巴胺發(fā)生邁克爾加成或者席夫堿反應，且氨基的數(shù)目可以通過改變投料比進行調節(jié)，PEGMA300側鏈用來阻抗蛋白質的吸附。低分子量的聚乙二醇由于分子鏈較短，在成膜過程中分子鏈間發(fā)生纏結的可能性減小，在材料表面可以形成一種刷狀(Brush-like)的PEG涂層，從而提

6、高PEG鏈密度進而提高材料的抗污性能。該系列聚合物的結構主要通過核磁氫譜(1Hydrogen Nuclear Magnetic Resonance，lHNMR)以及凝膠滲透色譜(Gel Permeation Chromatography，GPC)表征，該聚合物膜的化學組成以及涂層形貌主要通過X-射線光電子表面能譜分析（X-ray Photoelectron Spectroscopy，XPS）和掃描電子顯微鏡（Scanning Elect

7、ron Microscope，SEM）表征，通過水的靜態(tài)接觸角測試證明材料表面的親水性得到了明顯改善。最后通過帶有耗散的石英晶體微天平(Quartz Crystal Microbalance with Dissipation，QCM-D)和CE研究了該系列聚合物的抗蛋白質吸附的性能。
　　3.我們通過普通自由基聚合的方式，將兩性離子單體SBMA與AEMA單體共聚，形成共聚物:poly（SBMA-random-AEMA）。我們期望將

8、SBMA與AEMA結合在一起，通過AEMA上的自由氨基與聚多巴胺的作用將該聚合物粘結在材料表面，利用SBMA抗蛋白吸附的性能來制備一種性能優(yōu)異的抗蛋白質吸附涂層材料。poly（SBMA-random-AEMA）的化學結構主要是通過1HNMR表征，聚合物膜的化學組成以及涂層形貌主要通過XPS和SEM表征，此外，通過水的靜態(tài)接觸角測試證明:材料表面通過該系列聚合物涂層修飾之后親水性得到了明顯的改善。最后該聚合物涂層材料被用于毛細管內壁的修飾