聚合物表面金屬圖案化并控制蛋白質的選擇性吸附.pdf

1、當前階段材料領域的一個研究熱點之一是材料表面微圖案的制作，這一技術在生物醫(yī)學、環(huán)境科學、藥物分析、組織工程等領域具有很大的應用前景和發(fā)展?jié)摿?。由于聚合物材料具有品種多、易成型、加工成本低、柔韌性好、透明性好、生物相容性好、質輕高強等優(yōu)點，使得聚合物材料成為制作微圖案的理想基體材料。
　　 目前已有很多文獻報道以聚合物材料為基體材料制作微陣列、微器件、微生物傳感器等，其中的關鍵步驟是控制生物大分子或細胞在聚合物材料表面的選擇性固定

2、，但聚合物材料是一種軟性材料，當它要長久的存在于生物環(huán)境中時，由于聚合物表面的高分子鏈發(fā)生重排，這就很難保證聚合物材料表面的微結構及其性質不發(fā)生變化。這也成為聚合物材料應用于生物醫(yī)學領域的一個技術難題。
　　 如能在聚合物材料表面未吸附生物分子的區(qū)域鍍覆一層金屬，則可有效抑制該區(qū)域的分子重排現(xiàn)象，使其能夠穩(wěn)定的存在于生物環(huán)境中。在聚合物材料表面制作金屬微圖案，再分別對金屬區(qū)域和聚合物區(qū)域改性，使生物分子吸附在目標區(qū)域，即通過金屬

3、圖案控制生物分子的選擇性吸附，構筑生物微圖案，從而為制備不同種類的生物分子微圖案提供一條新的途徑。
　　 本文結合紫外光照射技術和化學鍍技術，首先在聚合物基材表面大面積鍍覆金屬銀，探究化學鍍液的最佳配方和施鍍條件，再利用銅網(wǎng)光掩模，在聚合物基材表面制備金屬銀微圖案，用以控制蛋白分子在聚合物表面的選擇性吸附，制作蛋白圖案，為微型生物醫(yī)學器件的開發(fā)開辟了一條新的道路并提供理論上的依據(jù)。本文的主要研究結論如下:
　　 1.聚合

4、物基材經紫外光照射后，水接觸角測試和XPS測試表明表面水接觸角降低，親水性提高，氧含量相對增加，表面可能生成了活性的極性含氧官能團。
　　 2.對經過紫外光照射后的聚合物材料進行化學鍍銀處理，對化學鍍液的配方、各組分含量、施鍍條件進行調控，找出最佳施鍍條件，靜態(tài)水接觸角測試和XPS測試表明，金屬銀成功的鍍覆在紫外光處理后的聚合物表面上。將表面鍍覆了金屬銀的基材浸入一定濃度的巰基聚乙二醇(HSPEG)溶液中，靜態(tài)水接觸角測試和XP

5、S測試表明，巰基聚乙二醇分子成功地接枝在金屬銀表面。
　　 3.借助銅網(wǎng)光掩模在聚合物表面制作金屬銀微圖案，光學顯微鏡和掃描電鏡(SEM)的觀察結果表明，金屬銀圖案棱角分明，并且基材表面的金屬銀圖案的特征尺寸和銅網(wǎng)光掩模的尺寸相吻合，均為20μm，說明金屬銀微圖案的保真性好，從而為制作高保真性的蛋白圖案做好了基礎。將金屬圖案化的聚合物基材浸入巰基聚乙二醇溶液中，使鍍銀區(qū)域吸附排蛋白的巰基聚乙二醇分子，再將基材進行綠色熒光蛋白(G