聚丙烯酸球刷的可控合成及其在生物檢測中的應用.pdf

1、聚合物球刷是將聚合物的一端以較高密度接枝于納米顆粒等球形載體上所形成的新型材料，是高分子科學與界面科學相結合的產物。由于其豐富多樣的組成、定義清晰的結構和獨特的表面性質，聚合物球刷引起了這一領域研究者的廣泛興趣。在前人的研究基礎上，本文以聚丙烯酸球刷（SPAABs）為研究對象，針對本領域尚未解決的科學與應用問題，從材料的合成與表征，與蛋白的相互作用和在生物檢測中的應用三個層面展開了研究。
　　在材料合成與表征方面，本文實現(xiàn)了對SP

2、AABs的簡便可控合成與全面精確表征。本文設計了一種新的表面引發(fā)可逆加成-斷裂連轉移聚合路線（SI-RAFT），通過合成新型的帶有硅烷功能基團的RAFT鏈轉移試劑（RAFT CTA），大大簡化了合成步驟，克服了傳統(tǒng)SI-RAFT對合成技術要求高，過程復雜的缺陷。用多種手段對SPAABs的關鍵結構參數(shù)進行了表征，實現(xiàn)了對材料結構的精確調控，并用動態(tài)光散射（DLS）研究了SPAABs在水溶液中的構象及其特有的響應特性。同時，利用RAFT端基

3、在紫外區(qū)高強度的特征吸收峰，本文提出了基于紫外-可見光譜（UV-Vis）的擬合法定量分析方法，成功應用于對RAFT CTA的固定化密度，活性鏈段的接枝密度，聚合物分子量，二次引發(fā)效率，蛋白結合量等關鍵指標的定量。材料的可控合成與精確表征為研究SPAABs與蛋白相互作用的規(guī)律奠定了堅實的基礎。
　　在蛋白相互作用方面，本文分別闡明和提出了SPAABs對蛋白共價固定化的新機制與新方法。通過對經典的琥珀酰亞胺/碳二亞胺（NHS/EDC）

4、偶聯(lián)化學中SPAABs在不同pH值條件下NHS酯水解動力學，蛋白固定化動力學的研究以及與常規(guī)羧基顆粒的對比，揭示了靜電作用在SPAABs共價固定化蛋白的過程中的主導性作用，并闡明了在不同條件下靜電作用與化學反應的競爭性關系及其對蛋白結合量的影響。在此基礎上，本文提出了一種型的共價固定化方法——“靜電捕獲后化學偶聯(lián)（CCEE）法”。利用SPAABs獨特的“Donnan”效應，通過串聯(lián)的靜電捕獲與化學偶聯(lián)過程，實現(xiàn)了高結合量的蛋白固定化，并

5、克服了靜電吸附穩(wěn)定性差的問題。SPAABs對蛋白共價固定化機理與方法的研究，為發(fā)揮SPAABs作為高效蛋白載體的優(yōu)良性質，實現(xiàn)其在生物檢測中的應用鋪平了道路。
　　在生物檢測應用方面，本文開發(fā)了以SPAABs為標記物的新型超靈敏酶聯(lián)免疫分析（ELISA）系統(tǒng)。在前期研究的基礎上，采用CCEE法和NHS/ EDC過程在SPAABs的內部和外側分別固定了辣根過氧化物酶（HRP）和抗體，使得 SPAABs成為同時具有高效捕獲待測物和大幅