聚合物表面金屬圖案化并控制蛋白質(zhì)的選擇性吸附.pdf

1、當(dāng)前階段材料領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)之一是材料表面微圖案的制作，這一技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、藥物分析、組織工程等領(lǐng)域具有很大的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿ΑＳ捎诰酆衔锊牧暇哂衅贩N多、易成型、加工成本低、柔韌性好、透明性好、生物相容性好、質(zhì)輕高強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，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(xiàn)報(bào)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(guān)鍵步驟是控制生物大分子或細(xì)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(dāng)它要長(zhǎng)久的存在于生物環(huán)境中時(shí)，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(jié)構(gòu)及其性質(zhì)不發(fā)生變化。這也成為聚合物材料應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)技術(shù)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(duì)金屬區(qū)域和聚合物區(qū)域改性，使生物分子吸附在目標(biāo)區(qū)域，即通過(guò)金屬

3、圖案控制生物分子的選擇性吸附，構(gòu)筑生物微圖案，從而為制備不同種類(lèi)的生物分子微圖案提供一條新的途徑。
　　 本文結(jié)合紫外光照射技術(shù)和化學(xué)鍍技術(shù)，首先在聚合物基材表面大面積鍍覆金屬銀，探究化學(xué)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(xué)器件的開(kāi)發(fā)開(kāi)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(jié)論如下:
　　 1.聚合

4、物基材經(jīng)紫外光照射后，水接觸角測(cè)試和XPS測(cè)試表明表面水接觸角降低，親水性提高，氧含量相對(duì)增加，表面可能生成了活性的極性含氧官能團(tuán)。
　　 2.對(duì)經(jīng)過(guò)紫外光照射后的聚合物材料進(jìn)行化學(xué)鍍銀處理，對(duì)化學(xué)鍍液的配方、各組分含量、施鍍條件進(jìn)行調(diào)控，找出最佳施鍍條件，靜態(tài)水接觸角測(cè)試和XPS測(cè)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(cè)試和XP

5、S測(cè)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(xué)顯微鏡和掃描電鏡(SEM)的觀察結(jié)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(shuō)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(chǔ)。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(jìn)行綠色熒光蛋白(G