利用纳米反相乳液载体实现“低加量，高效率”蛋白质图案化组装结构制备的研究
发布时间：2020-07-23 07:25
【摘要】：本课题通过将传统水滴模板法实施方法中的成膜的溶液体系改造为反相乳液体系,以反相乳液液滴为水溶性生物组分的载体,实现了对亲水组分直接实施水滴模板法从而获得其阵列组装结构。水滴模板法是一种已经被研究多年的自组装方法,能简单快捷地实现图案化阵列结构的制备;而反相乳液体系的建立使得原本单纯使用有机溶剂的成膜液引入了可携带水溶性生物大分子组分(蛋白质等)的水相乳液液滴;作为模板的水滴挥发后形成了阵列孔洞结构,蛋白质组分便可以借助水相的自组装过程最终富集在规则排布的孔洞内部,形成三维的蛋白质图案化阵列结构的生物基薄膜。在反相乳液的制备中,尝试控制反相乳液液滴为纳米尺度,以降低乳液液滴在图案化方法实施过程中对微米尺寸的模板水滴造成的影响,并以此提升所加入的牛清白蛋白(BSA)在图案化结构表面的加载效率。采用超声乳化的方式,通过调控超声功率、超声时间、乳化剂浓度等条件进行了乳液液滴尺寸的调控,并采用动态光散射(DLS)对制备的反相乳液进行粒径表征,探究得到制备纳米反相乳液的优化条件。考察了使用不同的BSA加载浓度和乳液水油比等条件,对最终所获得的蛋白质修饰图案化结构形貌的影响,通过分析所获得膜片的扫描电子显微镜的表面/截面图像,以及利用荧光标记蛋白质所获得的激光共聚焦显微镜数据,验证了所制备的纳米反相乳液可以在低蛋白质组分加量的情况下,通过一步法实现高效图案化组装而获得蛋白质阵列。进一步探究了在反相乳液中引入不同种类蛋白质的反相乳液体系所获得的图案化组装结构的特点,并将BSA和溶菌酶两种不同的蛋白质进行混合组装,研究所获得的混合蛋白质组分在多孔膜中的组装形貌特征。
【学位授予单位】：宁波大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O629.73
【图文】：
从而制备出化学性质差异化的图案化结构。在交联剂戊二醛的作用下，蛋白质桥联在无碳氟化合物区域的氨基上，从而得到蛋白质图案化结构。图1.1 制备聚合物刷环状阵列的过程(a); IgG 蛋白质阵列的荧光图片(b)[37]Fig. 1.1 Typical procedure of preparing patterned ring polymer brush (a); Fluorescent photographs of theIgG ring patterns after bonding FITC-anti-IgG (b)[37]
刀豆球蛋白 A 与葡萄糖分子之间的特异性结合，最终实现伴刀豆球蛋白 A 阵列结构的制备，制备过程如图 1.2 所示。图1.2 微结构薄膜中引入葡萄糖和纤连蛋白质的示意图[38]Fig. 1.2 Schematic Representation of the Approach Employed to Incorporate Glucose Moieties and,Subsequently, ConA onto the Microstructured Films[38]Shen 等[3]通过电感耦合等离子体刻蚀（ICP）过程，在聚合物基底材料上制备出纳米线阵列，然后将聚二甲基硅氧烷（PDMS）制成的相应形状的基板和聚合物基底拼接起来，得到微流体芯片。将此芯片置于抗原存在的液体环境中，可在纳米线阵列上实现抗原的固定。固定有抗原的纳米线阵列微流体
芯片置于相应的抗体环境中，又会使得抗体和固定好的抗原实现特异性结合，从而实现抗体蛋白质的固定并获得其相应的阵列结构。图1.3 纳米线阵列的制备和蛋白质的固定流程图[3]Fig. 1.3 The process of fabrication of microfluidic chip and immunoassay[3]Zhang[19]等通过水滴模板法制备了孔洞内壁富集氨基基团的规则多孔结构，利用 PEG 覆盖多孔膜孔间上壁表面后，进一步利用化学桥联使得戊二醛在孔洞内壁上富集，最终使得蛋白质在交联剂戊二醛的作用下通过二次化学选择性固定于孔洞处内壁，从而实现蛋白阵列的制备（图 1.4）。这一过程基于自组装过程，通过设计后序的化学步骤成功获得高规则立体化的蛋白质阵列结构。
本文编号：2767049
【学位授予单位】：宁波大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O629.73
【图文】：
从而制备出化学性质差异化的图案化结构。在交联剂戊二醛的作用下，蛋白质桥联在无碳氟化合物区域的氨基上，从而得到蛋白质图案化结构。图1.1 制备聚合物刷环状阵列的过程(a); IgG 蛋白质阵列的荧光图片(b)[37]Fig. 1.1 Typical procedure of preparing patterned ring polymer brush (a); Fluorescent photographs of theIgG ring patterns after bonding FITC-anti-IgG (b)[37]
刀豆球蛋白 A 与葡萄糖分子之间的特异性结合，最终实现伴刀豆球蛋白 A 阵列结构的制备，制备过程如图 1.2 所示。图1.2 微结构薄膜中引入葡萄糖和纤连蛋白质的示意图[38]Fig. 1.2 Schematic Representation of the Approach Employed to Incorporate Glucose Moieties and,Subsequently, ConA onto the Microstructured Films[38]Shen 等[3]通过电感耦合等离子体刻蚀（ICP）过程，在聚合物基底材料上制备出纳米线阵列，然后将聚二甲基硅氧烷（PDMS）制成的相应形状的基板和聚合物基底拼接起来，得到微流体芯片。将此芯片置于抗原存在的液体环境中，可在纳米线阵列上实现抗原的固定。固定有抗原的纳米线阵列微流体
芯片置于相应的抗体环境中，又会使得抗体和固定好的抗原实现特异性结合，从而实现抗体蛋白质的固定并获得其相应的阵列结构。图1.3 纳米线阵列的制备和蛋白质的固定流程图[3]Fig. 1.3 The process of fabrication of microfluidic chip and immunoassay[3]Zhang[19]等通过水滴模板法制备了孔洞内壁富集氨基基团的规则多孔结构，利用 PEG 覆盖多孔膜孔间上壁表面后，进一步利用化学桥联使得戊二醛在孔洞内壁上富集，最终使得蛋白质在交联剂戊二醛的作用下通过二次化学选择性固定于孔洞处内壁，从而实现蛋白阵列的制备（图 1.4）。这一过程基于自组装过程，通过设计后序的化学步骤成功获得高规则立体化的蛋白质阵列结构。
【参考文献】
相关期刊论文 前3条
1 鞠远来;张震震;刘玉;孙巍;陈忠仁;;通过一步法制备蛋白质图案化阵列结构[J];化工新型材料;2015年05期
2 孙巍;周雨辰;陈忠仁;;基于水滴模板法的微纳复合超疏水结构制备的研究[J];高分子学报;2012年12期
3 孙巍;陈忠仁;;水滴模板法制备聚合物蜂窝状多孔膜的研究进展[J];高分子通报;2012年08期
本文编号：2767049
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