基于光加工技术制备蛋白质微纳结构与器件的研究

发布时间：2017-12-20 15:39

  本文关键词：基于光加工技术制备蛋白质微纳结构与器件的研究　出处：《吉林大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 蛋白质 光微纳加工 纳米荧光碳点 功能化器件

【摘要】：随着物联网时代的发展以及人们对于健康的更高需求,关于各类柔性器件、生物兼容性器件的研究层出不穷。天然大分子材料,普遍具有生物兼容性及多样化的生物理化性质,因此被广泛地研究并应用于与生物医学相关的器件和系统中。但是,由于各种蛋白质材料具有多样化、来源广等特性,因此蛋白质基光电器件的研究方兴未艾。同时,由于各种微纳加工技术(尤其是光加工技术)被逐渐应用于生物大分子的图案化、器件化工作中。所以,关于蛋白质基材料(及衍生材料)与各类光加工技术相结合,进而实现材料的器件化、系统化的工作得到了高度关注。目前,人们已经可以通过各类光加工技术实现蛋白质材料的器件化,但是在图案化与生物医学工程领域的交叉结合仍处于探索阶段。另外,对于工业化生产蛋白质基器件,并实现器件的功能性产业化应用,也需要更简易廉价、操作简便的微纳加工成型技术。因此,在本文中,将通过光加工技术实现蛋白质基器件,开展以下几项工作:一、利用紫外光刻平板印刷技术制备蛋白质基微纳器件1.自行搭建简易的紫外光刻系统,降低成本和复杂性;2.制备周期性微纳条纹,并证明其光学性能,可以将器件作为柔性光栅器件使用;3.将微纳条纹与细胞(人癌细胞)进行共培养,诱导细胞图案化。二、利用紫外光刻平板印刷技术制备蛋白质基功能化器件1.制备碳点蛋白质混合材料,曝光得到薄膜;2.利用薄膜进行可见光降解有机染料分子。证明薄膜可以大幅度提高反应效率,并实现了碳点材料的回收和再利用,降低成本;3.设计了工业化应用场景,论证了工业化应用的可行性。同时,参与了基于飞秒激光直写技术制备蛋白质基微纳波导器件的工作,探索了蛋白质光波导在传感等领域的应用。综上所述,本文利用光加工技术,简便的实现蛋白质材料的“材料化—器件化—功能化”的过程。证明了光加工技术可以使蛋白质发生交联聚合,得到的器件表面粗糙度和结构完整性良好,可以用于微纳光学器件的制备。并证明了碳点材料在器件中,仍保留裸碳点特性,实现了器件功能化应用可能性。本文中,将碳点材料用于蛋白质光加工领域,对于碳点的加入可以很好的改善蛋白质光聚合效率。并将其作为功能化材料装载在蛋白质大分子中。同时,由于材料体系中所有的物质均具有良好的生物兼容性,在一些生物体内的功能化器件应用,提供了很好的研究和应用思路。本文的工作为日后蛋白质基器件的工业化应用、器件在生物医学工程或生命科学领域上的探索提供了基础工作探索。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN23;TN252

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本文编号：1312643