论文部分内容阅读
本论文目的在于制备一系列具有阻抗蛋白质吸附功能的聚合物涂层材料,该系列聚合物涂层材料可以通过简单的方法牢固地黏附在基底材料表面,还具有很好的阻抗蛋白质吸附功能。在我们的工作中,合成了一系列带有自由氨基基团的聚合物,例如,端基氨基化的聚氧化乙烯单甲醚长链高分子(mPEG5ooo-NH2),短链的聚乙二醇甲基丙烯酸酯(PEGMA300)与带有自由氨基的2-氨乙基甲基丙烯酸酯(AEMA)的无规共聚物(poly (PEGUA300-random-AEMA))以及两性离子磺酸甜菜碱甲基丙烯酸酯(SBMA)与AEMA的共聚物(poly (SBMA-random-AEMA)),基于聚多巴胺(polydopamine, PDA)涂层优异的黏附性能以及它可以进行二次反应的特点,这些聚合物可以通过分子上的氨基与聚多巴胺发生迈克尔加成或者席夫碱反应而黏附在基底材料表面。在本论文中,我们的工作介绍如下：1.我们合成了单端带有一个氨基基团的长链mPEG5000-NH2(Mw=5000),该聚合物可以通过PDA涂层牢固地黏附在毛细管内表面形成]mPEG5000-graft-PDA聚合物涂层,该涂层修饰的毛细管在进行电泳(Capillary Electrophresis, CE)研究时,表现出良好的稳定性以及抗蛋白质吸附的性能,为了充分利用该涂层管优异的性能,在本工作中,mPEG5000-graft-PDA涂层修饰的毛细管用来定性、定量分析食品蛋白,例如：鸡蛋清蛋白以及牛奶中的乳清蛋白。此外,我们通过表面等离子体共振(Surface Plasma Resonance, SPR)技术对六种来自食品的标准蛋白质在该聚合物涂层上的吸附情况进行了研究。SPR实验结果也表明该涂层具有很好地抗蛋白质吸附的性能。最后,我们通过CE研究成功地对鸡蛋清蛋白以及牛奶中的乳清蛋白实现了定量分析研究,这对于食品质量检测具有指导意义。2.我们通过原子转移自由基聚合(Atom Transfer Radical Polymerization, ATRP)的方法合成了一系列无规刷状聚合物poly (PEGMA3oo-random-AEMA),该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组成,AEMA上的氨基可以与聚多巴胺发生迈克尔加成或者席夫碱反应,且氨基的数目可以通过改变投料比进行调节,PEGMA300侧链用来阻抗蛋白质的吸附。低分子量的聚乙二醇由于分子链较短,在成膜过程中分子链间发生缠结的可能性减小,在材料表面可以形成一种刷状(Brush-like)的PEG涂层,从而提高PEG链密度进而提高材料的抗污性能。该系列聚合物的结构主要通过核磁氢谱(1Hydrogen Nuclear Magnetic Resonance,1H NMR)以及凝胶渗透色谱(Gel Permeation Chromatography,GPC)表征,该聚合物膜的化学组成以及涂层形貌主要通过X-射线光电子表面能谱分析(X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS)和扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)表征,通过水的静态接触角测试证明材料表面的亲水性得到了明显改善。最后通过带有耗散的石英晶体微天平(Quartz Crystal Microbalance with Dissipation,QCM-D)和CE研究了该系列聚合物的抗蛋白质吸附的性能。3.我们通过普通自由基聚合的方式,将两性离子单体SBMA与AEMA单体共聚,形成共聚物：poly (SBMA-ramdom-AEMA)。我们期望将SBMA与AEMA结合在一起,通过AEMA上的自由氨基与聚多巴胺的作用将该聚合物粘结在材料表面,利用SBMA抗蛋白吸附的性能来制备一种性能优异的抗蛋白质吸附涂层材料。poly(SBMA-random-AEMA)的化学结构主要是通过1H NM表征,聚合物膜的化学组成以及涂层形貌主要通过XPS和SEM表征,此外,通过水的静态接触角测试证明：材料表面通过该系列聚合物涂层修饰之后亲水性得到了明显的改善。最后该聚合物涂层材料被用于毛细管内壁的修饰,通过一系列CE实验研究表明该聚合物涂层材料不仅具有很好的稳定性,还可以有效地阻抗蛋白质的吸附。