两嵌段纳米球形聚合物刷的制备及其与蛋白质相互作用研究
发布时间：2021-06-16 02:05
蛋白质在生物材料表面的可控吸附在生物医学相关应用中起着至关重要的作用。球形聚合物刷具有稳定性高和比表面积大的特点,是一个理想的蛋白质载体。带负电的聚丙烯酸（PAA）可通过静电力吸附蛋白质,而聚（N-2-羟乙基丙烯酰胺）（PHEAA）是亲水性的非离子型聚合物,具有优良的抗蛋白质吸附性能。本文将这两种聚合物结合在两嵌段球形聚合物刷中,通过控制各嵌段的链长,实现了对蛋白质的可控吸附。主要研究内容和结果包括:（1）通过表面光引发转移终止法制备了以苯乙烯和光引发剂共聚物（PSV）为核的纳米球形聚丙烯酸-b-聚（N-2-羟乙基丙烯酰胺）（PSV@PAA-b-PHEAA）和聚（N-2-羟乙基丙烯酰胺）-b-聚丙烯酸（PSV@PHEAA-b-PAA）刷,并通过透射电镜（TEM）和动态光散射（DLS）观察其形貌和大小,采用傅立叶变换红外光谱（FTIR）和元素分析等方法表征了其嵌段结构。（2）动态光散射（DLS）和Zeta电位测量结果表明,由于PHEAA链段的存在,PSV@PAA-b-PHEAA和PSV@PAA在溶液中的大小和表面电荷随pH值变化的规律显著不同。这是由静电斥力和空间位阻共同作用所致。嵌段序...
【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３桂平面上的聚丙烯酸（ＰＡＡ）与牛血清白蛋白（ＢＳＡ＞的相互作用示意图??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐｏｌｙａｃｒｙｌｉｃ?ａｃｉｄ?（ＰＡＡ）?ｂｒｕｓｈｅｓ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｓｕｒｆａｃｅ??
华东理工大学硕士学位论文?第９页??ＣＨ３?ａ＇?ＣＨ３?＾?ＰｏｌｙｌＭｃｈａｍｓ??ＴＭ??０??ＨｚＣ＾Ａ?＾＊＼／ｎ?ＰｏｌｙｌｌＥＡＡ?ｃｈａｉｎｓ??Ｈ??ＨｔＡＡ??图１．９具有核壳结构的ｐｏｌｙＴＭ－ｇ－ＨＥＡＡ纳米凝胶的合成??Ｆｉｇ．?１．９?Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ?ｐｏｌｙＴＭ－ｇ－ＨＥＡＡ?ｎａｎｏｇｅｌ?ｗｉｔｈ?ｃｏｒｅ－ｓｈｅｌｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??秦雪等人Ｉ５４１合成了球形聚合物刷ＰＳ＠ＰＨＥＡＡ，如图１．１０所示，发现了?ＰＳ＠ＰＨＥＡＡ??的粒径大小随ｐＨ的变化而恒定，但是，在单一的蛋白质溶液中，聚合物刷和蛋白质的??粒径会随着离子强度的变化而变化。丨ＴＣ数据证实，蛋白质在ＰＳ＠ＰＨＥＡＡ上有轻微的??吸附，并且离子强度影响着吸附的强弱，ＰＨＥＡＡ的存在减少了蛋白质与核之间的相互??作用。这些数据证实了?ＰＨＥＡＡ是生物医学领域未来应用中的理想候选者之一。??有研究者在硅片上接枝了亲水性的ＰＨＥＡＡ，然后将低表面能的Ｃ３Ｆ７基团修饰到??ＰＨＥＡＡ刷的侧链上。孵育４小时后，用ＰＨＥＡＡ刷制成的硅片（Ｓｉ－ＰＨＥＡＡ）能够抵抗细??菌的粘附，同时改善了?ＰＨＥＡＡ－Ｃ３Ｆ７装饰的硅片（Ｓｉ－ＰＨＥＡＡ－Ｃ３Ｆ７）的抗粘附性。当孵育??时间延长至２４小时时，ＳＵＰＨＥＡＡ－Ｃ３Ｆ７仍显示出优异的抗细菌粘附性能。结果表明，??装饰前的聚合方法易于操作，而且所制备的Ｓｉ－ＰＨＥＡＡ－Ｃ３Ｆ７具有长期高效的抗细菌粘??附能力｜５５１。??／?ＨＭＥＭ?ＨＥＡＡ??＾?攀；‘??ＰＳ?ＰＳ＠ＨＭＥＭ?／／／?ＩＶ??ＰＳ＠ＰＨＥＡＡ??图１．１０核壳结构的ＰＳ＠ＰＨＥＡ
第１０页?华东理工大学硕士学位论文??１．４活性／可控自由基聚合方法??活性／可控自由基聚合是活性聚合反应的一种，它的优点在于可控制聚合物的分子??量，拥有更窄的分子量分布。主要包括可逆加成－断裂链转移法（ＲＡＦＴ）、原子转移自由基??聚合（ＡＴＲＰ）、氮氧稳定自由基聚合法（ＮＭＰ）与引发转移终止剂法（Ｉｎｉｆｅｒｔｅｒ）。??１．４．１原子转移自由基聚合法（ＡＴＲＰ）??Ｍａｔｙｊａｓｚｅｗｓｋｉ和王锦山在１９９５年提出了原子转移自由基聚合的概念。如图１．１１是??ＡＴＲＰ聚合的机理。??首先，使用过渡金属络合物Ｍｔｎ对烷基卤化物键Ｒ－Ｘ进行裂解，产生自由基Ｒｖ??该过渡金属络合物Ｍｔ因此达到较高的氧化态Ｍｔｎ＋Ｉ。然后，Ｒ？使乙烯基单体发生链增??长，也会被Ｍｔｎ＋１可逆地变成休眠状态。在ＡＴＲＰ聚合的过程中，活性自由基的浓度处??于较低水平，这是因为活性自由基和相应的休眠物之间存在着可逆的自由基转化平衡效??应，从而减少了不可逆的自由基终止反应。??该合成策略己得到深入研宂，由于其对聚合的出色控制以及合成了具有各种功能和??组成的聚合材料的能力，ＡＴＲＰ是目前应用广泛的聚合方法［５６，５７】。??Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ??Ｒ－Ｘ?＋?Ｍｔｎ?—?Ｒ？?＋?Ｍｔ?ｎ＋１Ｘ??＋?Ｍｔ?ｎ＋１Ｘ??Ｒ?－?＋?Ｍ?—？?ＲＭ＊?—＾￣￣ＲＭＸ?＋?Ｍｔｎ??Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ??Ｒ－Ｍ－Ｘ＋?Ｍｔｎ?—?ＲＭＸ．?＋?Ｍｔｎ＋１Ｘ??图１．１１?ＡＴＲＰ聚合机理??Ｆｉｇ．?１．１１?Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｆｏｒ?ａｔｏｍ?ｔｒａｎｓｆｅｒ?ｒａｄｉｃａｌ?ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ??但是，ＡＴＲＰ的
【参考文献】：
期刊论文
[1]Excellent Hydrophilic and Anti-bacterial Fouling PVDF Membrane Based on Ag Nanoparticle Self-assembled PCBMA Polymer Brush[J]. 李建华,De-bin Zhang,Xing-xing Ni,Hui Zheng,张其清. Chinese Journal of Polymer Science. 2017(07)
[2]表面引发聚合新进展及应用[J]. 李斌,于波,周峰. 高分子学报. 2016(10)
[3]聚乙烯醇对聚苯乙烯微球抗蛋白吸附的作用[J]. 陶蕊,任芳,蔡晴,陈晓农. 中国组织工程研究与临床康复. 2007(31)
本文编号：3232139
【文章来源】：华东理工大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．３桂平面上的聚丙烯酸（ＰＡＡ）与牛血清白蛋白（ＢＳＡ＞的相互作用示意图??Ｆｉｇ．?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｐｏｌｙａｃｒｙｌｉｃ?ａｃｉｄ?（ＰＡＡ）?ｂｒｕｓｈｅｓ?ｐｒｅｐａｒｅｄ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｓｕｒｆａｃｅ??
华东理工大学硕士学位论文?第９页??ＣＨ３?ａ＇?ＣＨ３?＾?ＰｏｌｙｌＭｃｈａｍｓ??ＴＭ??０??ＨｚＣ＾Ａ?＾＊＼／ｎ?ＰｏｌｙｌｌＥＡＡ?ｃｈａｉｎｓ??Ｈ??ＨｔＡＡ??图１．９具有核壳结构的ｐｏｌｙＴＭ－ｇ－ＨＥＡＡ纳米凝胶的合成??Ｆｉｇ．?１．９?Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ?ｏｆ?ｐｏｌｙＴＭ－ｇ－ＨＥＡＡ?ｎａｎｏｇｅｌ?ｗｉｔｈ?ｃｏｒｅ－ｓｈｅｌｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??秦雪等人Ｉ５４１合成了球形聚合物刷ＰＳ＠ＰＨＥＡＡ，如图１．１０所示，发现了?ＰＳ＠ＰＨＥＡＡ??的粒径大小随ｐＨ的变化而恒定，但是，在单一的蛋白质溶液中，聚合物刷和蛋白质的??粒径会随着离子强度的变化而变化。丨ＴＣ数据证实，蛋白质在ＰＳ＠ＰＨＥＡＡ上有轻微的??吸附，并且离子强度影响着吸附的强弱，ＰＨＥＡＡ的存在减少了蛋白质与核之间的相互??作用。这些数据证实了?ＰＨＥＡＡ是生物医学领域未来应用中的理想候选者之一。??有研究者在硅片上接枝了亲水性的ＰＨＥＡＡ，然后将低表面能的Ｃ３Ｆ７基团修饰到??ＰＨＥＡＡ刷的侧链上。孵育４小时后，用ＰＨＥＡＡ刷制成的硅片（Ｓｉ－ＰＨＥＡＡ）能够抵抗细??菌的粘附，同时改善了?ＰＨＥＡＡ－Ｃ３Ｆ７装饰的硅片（Ｓｉ－ＰＨＥＡＡ－Ｃ３Ｆ７）的抗粘附性。当孵育??时间延长至２４小时时，ＳＵＰＨＥＡＡ－Ｃ３Ｆ７仍显示出优异的抗细菌粘附性能。结果表明，??装饰前的聚合方法易于操作，而且所制备的Ｓｉ－ＰＨＥＡＡ－Ｃ３Ｆ７具有长期高效的抗细菌粘??附能力｜５５１。??／?ＨＭＥＭ?ＨＥＡＡ??＾?攀；‘??ＰＳ?ＰＳ＠ＨＭＥＭ?／／／?ＩＶ??ＰＳ＠ＰＨＥＡＡ??图１．１０核壳结构的ＰＳ＠ＰＨＥＡ
第１０页?华东理工大学硕士学位论文??１．４活性／可控自由基聚合方法??活性／可控自由基聚合是活性聚合反应的一种，它的优点在于可控制聚合物的分子??量，拥有更窄的分子量分布。主要包括可逆加成－断裂链转移法（ＲＡＦＴ）、原子转移自由基??聚合（ＡＴＲＰ）、氮氧稳定自由基聚合法（ＮＭＰ）与引发转移终止剂法（Ｉｎｉｆｅｒｔｅｒ）。??１．４．１原子转移自由基聚合法（ＡＴＲＰ）??Ｍａｔｙｊａｓｚｅｗｓｋｉ和王锦山在１９９５年提出了原子转移自由基聚合的概念。如图１．１１是??ＡＴＲＰ聚合的机理。??首先，使用过渡金属络合物Ｍｔｎ对烷基卤化物键Ｒ－Ｘ进行裂解，产生自由基Ｒｖ??该过渡金属络合物Ｍｔ因此达到较高的氧化态Ｍｔｎ＋Ｉ。然后，Ｒ？使乙烯基单体发生链增??长，也会被Ｍｔｎ＋１可逆地变成休眠状态。在ＡＴＲＰ聚合的过程中，活性自由基的浓度处??于较低水平，这是因为活性自由基和相应的休眠物之间存在着可逆的自由基转化平衡效??应，从而减少了不可逆的自由基终止反应。??该合成策略己得到深入研宂，由于其对聚合的出色控制以及合成了具有各种功能和??组成的聚合材料的能力，ＡＴＲＰ是目前应用广泛的聚合方法［５６，５７】。??Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ??Ｒ－Ｘ?＋?Ｍｔｎ?—?Ｒ？?＋?Ｍｔ?ｎ＋１Ｘ??＋?Ｍｔ?ｎ＋１Ｘ??Ｒ?－?＋?Ｍ?—？?ＲＭ＊?—＾￣￣ＲＭＸ?＋?Ｍｔｎ??Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ??Ｒ－Ｍ－Ｘ＋?Ｍｔｎ?—?ＲＭＸ．?＋?Ｍｔｎ＋１Ｘ??图１．１１?ＡＴＲＰ聚合机理??Ｆｉｇ．?１．１１?Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｆｏｒ?ａｔｏｍ?ｔｒａｎｓｆｅｒ?ｒａｄｉｃａｌ?ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ??但是，ＡＴＲＰ的
【参考文献】：
期刊论文
[1]Excellent Hydrophilic and Anti-bacterial Fouling PVDF Membrane Based on Ag Nanoparticle Self-assembled PCBMA Polymer Brush[J]. 李建华,De-bin Zhang,Xing-xing Ni,Hui Zheng,张其清. Chinese Journal of Polymer Science. 2017(07)
[2]表面引发聚合新进展及应用[J]. 李斌,于波,周峰. 高分子学报. 2016(10)
[3]聚乙烯醇对聚苯乙烯微球抗蛋白吸附的作用[J]. 陶蕊,任芳,蔡晴,陈晓农. 中国组织工程研究与临床康复. 2007(31)
本文编号：3232139
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