聚乙二醇表面改性抑制聚苯乙烯微球非特異性吸附的研究.pdf

1、固相表面的改性與修飾是抑制芯片分析平臺(tái)敏感元件的非特異性吸附、提高分析方法靈敏度和選擇性的重要研究?jī)?nèi)容。聚乙二醇([CH2CH2O]n,PEG)是一種由環(huán)氧乙烷開環(huán)聚合形成的直鏈或枝狀聚醚。它最重要的性質(zhì)就是強(qiáng)極化性質(zhì)以及由此帶來的親水性與水溶性。由于PEG本身所具有的特殊性質(zhì),一直以來研究者都在使用它作為增加基質(zhì)表面親水性和抵抗非特異性吸附的中心物質(zhì)。基于微球表面改性以降低非特異性蛋白吸附的目的,本論文重點(diǎn)研究不同原理與形式的微球表面

2、PEG改性方法和實(shí)驗(yàn)條件,并應(yīng)用于血清樣品的檢測(cè)。研究工作主要有以下四部分:
　　 第一章介紹液相芯片的基本原理和對(duì)基質(zhì)進(jìn)行表面改性的物質(zhì)基礎(chǔ)及實(shí)驗(yàn)策略。本章詳細(xì)介紹了非特異性吸附的產(chǎn)生原理與解決思路,列舉了抑制非特異性吸附方法的發(fā)展過程與物質(zhì)基礎(chǔ),闡述了聚乙二醇的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和表面改性應(yīng)用策略,提出了提高聚乙二醇表面改性效果的途徑。根據(jù)這些內(nèi)容,基于實(shí)驗(yàn)室已合成聚苯乙烯微球基質(zhì)的工作基礎(chǔ),提出了對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案。
　　 第二

3、章研究對(duì)羧基聚苯乙烯微球的聚乙二醇表面接枝改性。我們利用EDC/NHS體系將PEG固定于PS微球表面,并利用流式細(xì)胞儀、電導(dǎo)滴定和考馬斯亮藍(lán)法從不同角度評(píng)價(jià)改性效果。流式細(xì)胞儀檢測(cè)結(jié)果證實(shí)PEG改性可以減少約60％的非特異性蛋白吸附。電導(dǎo)滴定表明實(shí)驗(yàn)中獲得的微球表面PEG最高含量為37.2μmol/g?？捡R斯亮藍(lán)法得到的數(shù)據(jù)顯示改性之后吸附量下降到64.1 ng/cm2,下降了86.8％。隨后我們采用不同的抗體固定化方法將改性后的微球用

4、于液相芯片免疫檢測(cè)。兩種固定化方法分別利用了微球表面剩余的羧基基團(tuán)和新出現(xiàn)的氨基基團(tuán)。通過對(duì)含有甲胎蛋白的血清樣品的檢測(cè),結(jié)果表明微球經(jīng)過PEG修飾后,選擇合適的抗體固定化方法可以顯著降低免疫反應(yīng)的檢測(cè)限,同時(shí)保證較好的線性響應(yīng)。
　　 第三章研究?jī)煞N不同鏈長(zhǎng)的PEG混合修飾對(duì)羧基聚苯乙烯微球的表面改性。本章工作探索在第二章工作的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高PEG在微球表面的固定量以及微球抵抗吸附的能力,深入研究了長(zhǎng)短鏈PEG固定化的重要條

5、件,獲得了比單鏈PEG修飾更好的效果。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)了長(zhǎng)短鏈PEG混合修飾可能采用的三種途徑,通過實(shí)驗(yàn)比較和分析了它們對(duì)微球表面改性的影響,并針對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出了長(zhǎng)短鏈PEG在反應(yīng)過程中存在競(jìng)爭(zhēng)的解釋,從而優(yōu)化與控制反應(yīng)時(shí)間。采用長(zhǎng)短鏈PEG混合修飾的改性微球相比單鏈PEG改性微球具有更低的蛋白質(zhì)非特異性吸附。最低結(jié)果達(dá)到了13.8 ng/cm2,比前一章中64.1 ng/cm2的最低值又下降了約78.4％。
　　 第四章研究基于原子自

6、由基轉(zhuǎn)移聚合原理(ATRP)的微球表面聚合固定丙烯酸聚乙二醇酯(PEGMA)。選用EDC/NHS體系與DCC兩種脫水劑將聚合引發(fā)劑2一溴代異丁酸固定于氨基PS微球表面,再在Cu(Ⅰ)-聯(lián)吡啶體系的催化作用下,以PEGMA為單體發(fā)生表面聚合反應(yīng),得到PEGMA修飾的微球。利用流式細(xì)胞儀和考馬斯亮藍(lán)法表征了表面聚合改性效果,并對(duì)改性效果進(jìn)行了定性和定量分析。還利用X射線光電子能譜(XPS)對(duì)微球表面修飾后的特征元素進(jìn)行了分析,利用掃描電鏡(