含氟雙親聚合物刷的制備及其抗蛋白質(zhì)吸附性能的研究.pdf

1、固體材料表面的蛋白質(zhì)吸附現(xiàn)象普遍存在。了解和調(diào)控材料表面與蛋白質(zhì)分子之間的相互作用、抑制材料表面的蛋白質(zhì)吸附在生物醫(yī)用材料、抗海洋生物污染涂層材料等領(lǐng)域具有重要的意義。表面接枝聚合物刷是制備抗蛋白質(zhì)吸附材料的一種有效方法。由于蛋白質(zhì)分子具有兩親性，其中的疏水部分可以與疏水性表面通過疏水之間的作用力相互結(jié)合，而親水部分可以與親水性表面通過親水之間的作用力相互結(jié)合。因此，相較于單一的親水聚合物刷或疏水聚合物刷，材料表面接枝雙親性聚合物刷在抗

2、蛋白質(zhì)吸附領(lǐng)域可能更具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。
　　(1)利用“Grafting to”制備V-型含氟雙親聚合物刷。首先通過原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法合成含氟雙親嵌段共聚物mPEGm-b-PAAn-b-PMMAx-b-PFMAy。一類是控制親水段PEG與疏水段PMMA-b-PFMA段近似等長(zhǎng)，改變PFMA的聚合度，得到親疏水鏈等長(zhǎng)的含氟雙親嵌段共聚物。另一類是僅改變PMMA段的段長(zhǎng)，得到親水段PEG與疏水段PMMA-b-PFMA長(zhǎng)度不等的含氟

3、雙親嵌段共聚物。并用凝膠滲透色譜、核磁共振氫譜和傅里葉變換紅外光譜進(jìn)行表征。然后嵌段共聚物中PAA段的羧基基團(tuán)與改性SiO2上的環(huán)氧基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)而形成化學(xué)鍵，從而得到親疏水段等長(zhǎng)和親疏水段不等長(zhǎng)的V-型含氟雙親聚合物刷。
　　(2)研究等長(zhǎng)系列含氟雙親聚合物刷的表面結(jié)構(gòu)、表面結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系以及其抗蛋白質(zhì)吸附性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn):通過改變PFMA的鏈段長(zhǎng)度，得到不同化學(xué)組成的表面。表面的疏水疏油性隨著PFMA聚合度的增加而增強(qiáng)。含氟雙親

4、聚合物刷的抗蛋白質(zhì)吸附性能優(yōu)于單一的親水表面，并且存在一個(gè)最優(yōu)值。當(dāng)PFMA聚合度為8時(shí)，表面氟化組分含量與親水組分含量的比值為2.43，表面的氮含量?jī)H為0.68％，表面抗蛋白質(zhì)吸附性能最佳。對(duì)不同PFMA長(zhǎng)度聚合物刷的表面相分離行為以及其表面重構(gòu)行為進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)PFMA聚合度為8時(shí)，聚合物刷表面親疏水組分交替排列，且具有最強(qiáng)的表面重構(gòu)能力。關(guān)聯(lián)聚合物刷的重構(gòu)能力與表面抗蛋白質(zhì)吸附性能，發(fā)現(xiàn)雙親聚合物刷表面抗蛋白質(zhì)吸附性能與其表面的重

5、構(gòu)能力相關(guān):聚合物刷表面重構(gòu)能力最強(qiáng)時(shí)，即在水中浸泡前后水接觸角和表面F1s/C1s的變化最大，表面的抗蛋白質(zhì)吸附性能最佳。表面親水組分與疏水組分之間的協(xié)同作用最為顯著，且親疏水組分在表面交替排列的結(jié)構(gòu)能夠弱化蛋白質(zhì)分子與含氟雙親聚合物刷表面的相互作用，從而使得PFMA鏈段長(zhǎng)度為8的聚合物刷表面具有最為優(yōu)異的抗蛋白質(zhì)吸附性能。
　　(3)研究不等長(zhǎng)系列含氟雙親聚合物刷的表面結(jié)構(gòu)、表面結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系以及其抗蛋白質(zhì)吸附性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)

6、:通過改變PMMA的聚合度，得到不同化學(xué)組成的表面。其表面的疏水疏油性隨著PMMA聚合度的增加而減弱。研究其表面的抗蛋白質(zhì)吸附性能，發(fā)現(xiàn)其抗蛋白質(zhì)吸附性能優(yōu)于單一的親水表面，并且PMMA聚合度最小，PEG親水鏈段長(zhǎng)于PMMA-b-PFMA疏水鏈段時(shí)，其表面的抗蛋白質(zhì)吸附性能最為優(yōu)異。對(duì)親疏水鏈段不等長(zhǎng)的含氟雙親聚合物刷的表面重構(gòu)行為進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)PMMA聚合度為15時(shí)，聚合物刷表面具有最強(qiáng)的表面重構(gòu)能力。關(guān)聯(lián)聚合物刷的重構(gòu)能力與表面抗蛋

7、白質(zhì)吸附性能，發(fā)現(xiàn)雙親聚合物刷表面抗蛋白質(zhì)吸附性能與其表面的重構(gòu)能力相關(guān):聚合物刷表面重構(gòu)能力最強(qiáng)時(shí)，即在水中浸泡前后水接觸角和表面F1s/C1s的變化最大，表面的抗蛋白質(zhì)吸附性能最佳。原因可能是當(dāng)親水鏈長(zhǎng)于疏水鏈時(shí)，親水長(zhǎng)鏈?zhǔn)苁杷湺蔚南拗瞥潭容^小，能夠在水中充分伸展，與水分子鍵合，形成類似“屏障”的水化層使其初步達(dá)到抗蛋白質(zhì)吸附性能，同時(shí)親水長(zhǎng)鏈之間“填補(bǔ)”空隙的含氟短鏈對(duì)蛋白質(zhì)等生物分子的粘附力較弱。因此，兩者共同作用形成的雙層“