含糖溫敏聚合物納米纖維膜的制備及其性質(zhì)研究.pdf

1、近年來，基于納米級的尺寸和快速的溫度響應性等特性，智能聚合物納米纖維作為新型智能高分子材料的研究在生物、醫(yī)藥等諸多領域備受關注。同時，由于糖基可以很大程度上改善高分子材料的親水性、生物相容性等性質(zhì)，因此，含糖聚合物的合成研究也引起各國研究者的重視。
　　本論文在大量前人研究工作的基礎上，設計和制備了一系列糖衍生物和聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)的新型熱敏性含糖聚合物，通過各種表征手段確認其結構，并應用靜電紡絲手段將相關聚

2、合物制備成納米纖維，系統(tǒng)研究了基于其溫度敏感特性和含糖功能基團的蛋白質(zhì)非特異性和特異性吸附性能研究，及其生物相容性的測定。主要研究內(nèi)容包括以下幾部分:
　　第一章，概述了溫度響應性含糖高分子材料，基于PNIPAM的熱敏感性和含糖高分子材料的納米纖維膜的研究背景。
　　第二章，含糖溫敏性聚合物納米纖維膜的制備。為了研究不同的材料對于識別性能的影響，進而研究特異性蛋白質(zhì)的識別機理，我們采用酶促法合成了可聚合的葡萄糖乙烯酯衍生物6

3、-O-乙烯己二酰-D-葡萄糖(OVDG)、6-O-乙烯壬二酰-D-葡萄糖(OVZG)、6-O乙烯癸二酰-D-葡萄糖(OVEG)，通過自由基聚合法將N-異丙基丙烯酰胺和6-O-乙烯己二酰-D-葡萄糖(OVDG)、6-O-乙烯壬二酰-D-葡萄糖(OVZG)、6-O-乙烯癸二酰-D-葡萄糖(OVEG)共聚，制備出了一系列含糖溫敏共聚物Poly(NIPAM-co-OVDG)、Poly(NIPAM-co-OVZG)、Poly(NIPAM-co-O

4、VEG)。利用核磁共振(1HNMR)和紅外光譜(FT-IR)對聚合物的結構進行了表征。利用可見光吸收法測定了Poly(NIPAM-co-OVDG)、Poly(NIPAM-co-OVZG)、Poly(NIPAM-co-OVEG)的低臨界溶解溫度(LCST)。結果顯示:采用自由基聚合制備的溫敏共聚物，較低臨界溶解溫度(LCST)由N-異丙基丙烯酰胺均聚物的32℃分別提高到了34、36、39℃((Poly(NIPAM-co-OVDG)其中NI

5、PAM與OVDG的摩爾比分別為15∶1、10∶1、5∶1）、34、35、36℃((Poly(NIPAM-co-OVZG)其中NIPAM與OVZG的摩爾比分別為20∶1、15∶1、7∶1);36、38、39℃((Poly(NIPAM-co-OVEG)其中NIPAM與OVEG的摩爾比分別為7∶1、15∶1、20∶1）。側鏈上的葡萄糖基還能對伴刀豆蛋白進行特異性識別，在蛋白質(zhì)分離純化等領域有潛在的應用價值。
　　應用靜電紡絲的方法，將含

6、糖溫敏共聚物Poly(NIPAM-co-OVDG)、Poly(NIPAM-co-OVZG)、Poly(NIPAM-co-OVEG)和PLCL溶于二氯甲烷和無水乙醇混合溶液中，靜電紡制備含有含糖溫敏共聚物Poly(NIPAM-co-OVAG)、Poly(NIPAM-co-OVZG)、Poly(NIPAM-co-OVEG)的納米纖維。由于該纖維膜含有親水性極強的葡萄糖基，可以在水溶液中迅速溶解，因此通過與PLCL進行共紡的方式降低納米纖維的

7、溶解性。SEM表征結果看出，利用所制備的溫敏含糖聚合物通過靜電紡絲技術制備出了均勻的納米纖維膜，纖維直徑基本處于200-500nm。
　　第三章中，我們在第二章的基礎上，利用紫外分光光度計測定系列膜材料在不同的溫度下對蛋白質(zhì)的靜態(tài)吸附及其抗非特異性蛋白質(zhì)吸附的研究。在研究特異性蛋白質(zhì)的靜態(tài)吸附實驗中，選擇Poly(NIPAM-co-OVDG)作為研究對象，研究不同溫度和不同膜材料對于特異性蛋白質(zhì)伴刀豆蛋白(ConA)的吸附。研究結

8、果表明，在25和37℃條件下，ConA的靜態(tài)吸附顯示出了差異。在ConA濃度為0.563mg/mL時，在37℃條件下，膜材料吸附的ConA量比在25℃條件下吸附量少，并且吸附速率也快，并且在不同的膜材料中，隨著膜材料中含糖量的增加，吸附的ConA量也在增多。但是當ConA的濃度為0.1mg/mL的時候，吸附曲線在25和37℃條件下基本沒有什么區(qū)別。在本實驗的基礎上，我們利用吸附公式計算出來不同溫度不同ConA濃度條件下，不同膜材料的膜表

9、面吸附濃度。
　　在研究膜材料抗非特異性蛋白質(zhì)吸附的實驗中，同時選擇Poly(NIPAM-co-OVDG)作為研究對象，研究不同溫度和不同膜材料對于非特異性蛋白質(zhì)牛血清白蛋白(BSA)的吸附。從結果中可以看出來，在相同的BSA濃度的條件下，膜材料在37℃條件下吸附量小于在25℃條件下。
　　第四章中，我們在第二章的基礎上，研究不同的膜材料對特異性蛋白質(zhì)的吸附和解吸附測定。本實驗中，我們選擇FITC標記的ConA和RBITC標

10、記的BSA作為實驗對象，研究不同的材料對于蛋白質(zhì)的吸附性能，通過Confocal來測定不同膜材料表面的熒光強度進行定性分析，后又通過熒光分光光度計測定不同膜材料的熒光強度進行定量分析。從實驗結果可以看出來，本研究課題中合成的材料可以特異性的吸附FITC-ConA，而對RBITC-BSA卻沒有太多的吸附，這樣更加明顯的證明制備的系列膜材料可以很好的特異性吸附ConA的能力。并且以Poly(NIPAAm-co-OVDG)為研究對象，進一步的

11、研究了不同的溫度對于FITC-ConA的吸附影響，從實驗結果中可以看出來，在37℃條件下，F(xiàn)ITC-ConA的吸附強度要低于25℃條件下的吸附，與第三章中實驗結果相符。
　　第五章中，我們在第二章的基礎上，研究不同膜材料的細胞毒性。本實驗利用MTT測定方法，研究不同膜材料的生物相容性和細胞毒性。從實驗結果可以看出來，不同的膜材料上細胞可以很好的存活，實驗結果中吸光度遠遠高于對照組，證明制備的膜材料上細胞的存活率很高，膜材料具有很好