双功能高分子刷的设计合成及其生物传感性能的研究

发布时间：2017-10-20 23:38

  本文关键词：双功能高分子刷的设计合成及其生物传感性能的研究

  更多相关文章： 生物传感器 OEGMA ATRP 抗蛋白污染 溶菌酶 特异性识别

【摘要】：生物传感器是一个非常活跃的研究和工程技术领域,它以其精确度和灵敏度高、特异性强、响应和检测迅速、操作简单、携带方便等优点,在发酵工艺、环境检测、食品工程、临床医学、军事及军事医学等方面都得到了深度重视和广泛应用。理想的生物传感器要能够直接用于生物样品的检测,这样就可以避免分离纯化待测生物分子所需要的繁琐过程。生物样品中的某些成份(如蛋白质或整个细胞)常常会非特异性吸附到生物传感器的表面,形成所谓的“生物污垢”。这些生物污垢会降低生物传感器的特异性等预期性能,甚至可能完全破坏生物传感器。所以开发能够抗非特异性吸附的生物传感器就具有特别重要的意义。本研究以解决生物传感器在检测样品过程中造成的非特异性蛋白污染为基点,以硫醇为引发剂,甲基丙烯酸寡聚乙二醇酯(OEGMA)为抗蛋白原料,通过原子转移自由基聚合(ATRP)技术,在基质表面合成抗非特异性蛋白污染的聚合物刷；随后通过创建有生物素(Biotin)的活性位点,检测其对链霉亲和素(Streptavidin)分子的特异性识别能力。课题研究过程中分别借助X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、表面等离子体共振(SPR)等方法表征各阶段产物结构及相应的性能检测。研究结果表明,通过ATRP技术在金(Bare Au)基质表面修饰POEGMA聚合物刷后,对非特异性蛋白溶菌酶(Lyz)的吸附范围小于仪器最低检测限,表现出良好的抗污染性能；创建的Biotin活性位点能有效识别Streptavidin分子,分子层厚度为16 (?)。
【关键词】：生物传感器 OEGMA ATRP 抗蛋白污染 溶菌酶 特异性识别
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP212.3
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 前言8-26
• 1.1 自组装单分子膜(Self-assembled monolayers,SAMs)8-9
• 1.1.1 SAMs概述8
• 1.1.2 金-硫体系SAMs8-9
• 1.2 ATRP技术9-10
• 1.2.1 ATRP概述9-10
• 1.3 研究抗非特异性蛋白吸附的重要性10-16
• 1.3.1 抗非特异性蛋白吸附机理的研究11-12
• 1.3.2 抗非特异性蛋白吸附的材料种类12-15
• 1.3.3 抗非特异性蛋白吸附材料的制备方法15-16
• 1.4 蛋白吸附的测试手段16-19
• 1.4.1 椭偏仪16-17
• 1.4.2 石英晶体微天平法(QCM)17
• 1.4.3 SPR技术17-19
• 1.5 生物传感性能的研究19-24
• 1.5.1 生物传感器概述19-20
• 1.5.2 生物识别分子的固定20-21
• 1.5.3 生物分子的固定材料21-22
• 1.5.4 生物分子的固定方法22-23
• 1.5.5 生物传感器的发展趋势23-24
• 1.6 研究内容、目的及意义24-26
• 1.6.1 研究内容24
• 1.6.2 研究目的及意义24-26
• 2 材料与方法26-35
• 2.1 实验主要试剂26-27
• 2.2 实验主要仪器27
• 2.3 主要实验过程27-33
• 2.3.1 硅基质表面探究单体OEGMA的聚合条件27-29
• 2.3.2 金基质表面制备双功能高分子刷29-33
• 2.3.3 双功能高分子刷生物传感性能的研究33
• 2.4 表征方法33-35
• 2.4.1 核磁共振光谱(NMR)33
• 2.4.2 静态水接触角33
• 2.4.3 傅里叶变换红外光谱(FT-IR)33
• 2.4.4 X射线光电子能谱(XPS)33-34
• 2.4.5 SPR34-35
• 3 结果与讨论35-48
• 3.1 单体OEGMA聚合条件探究35-38
• 3.1.1 引发剂BrTMOS的表征35-36
• 3.1.2 硅基质表面聚合物POEGMA的红外表征36-37
• 3.1.3 各组分基质接触角表征37-38
• 3.2 金基质表面制备双功能高分子刷38-44
• 3.2.1 XPS表征接枝引发剂后的金基质38-39
• 3.2.2 SPR表征金基质表面POEGMA膜厚度变化情况39-40
• 3.2.3 FT-IR表征DSC/DMAP活化POEGMA末端羟基40-41
• 3.2.4 接枝Biotin-NH_241-43
• 3.2.5 FT-IR表征Biotin-NH_2的接枝43-44
• 3.3 功能高分子刷生物传感性能的检测44-48
• 3.3.1 模型蛋白的选择44
• 3.3.2 SPR表征Bare Au、POEGMA基质对非特异性蛋白Lyz的吸附情况44-46
• 3.3.3 SPR表征POEGMA Biotin-NH_2基质对Streptavidin的特异性识别能力46-48
• 4 结论48-49
• 5 展望49-50
• 6 参考文献50-58
• 7 攻读硕士学位期间发表论文情况58-59
• 8 致谢59

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本文编号：1070064