聚乙二醇表面改性抑制聚苯乙烯微球非特異性吸附的研究.pdf

1、固相表面的改性與修飾是抑制芯片分析平臺敏感元件的非特異性吸附、提高分析方法靈敏度和選擇性的重要研究內(nèi)容。聚乙二醇([CH2CH2O]n,PEG)是一種由環(huán)氧乙烷開環(huán)聚合形成的直鏈或枝狀聚醚。它最重要的性質(zhì)就是強極化性質(zhì)以及由此帶來的親水性與水溶性。由于PEG本身所具有的特殊性質(zhì),一直以來研究者都在使用它作為增加基質(zhì)表面親水性和抵抗非特異性吸附的中心物質(zhì)?；谖⑶虮砻娓男砸越档头翘禺愋缘鞍孜降哪康?本論文重點研究不同原理與形式的微球表面

2、PEG改性方法和實驗條件,并應(yīng)用于血清樣品的檢測。研究工作主要有以下四部分:
　　 第一章介紹液相芯片的基本原理和對基質(zhì)進行表面改性的物質(zhì)基礎(chǔ)及實驗策略。本章詳細介紹了非特異性吸附的產(chǎn)生原理與解決思路,列舉了抑制非特異性吸附方法的發(fā)展過程與物質(zhì)基礎(chǔ),闡述了聚乙二醇的結(jié)構(gòu)特點和表面改性應(yīng)用策略,提出了提高聚乙二醇表面改性效果的途徑。根據(jù)這些內(nèi)容,基于實驗室已合成聚苯乙烯微球基質(zhì)的工作基礎(chǔ),提出了對應(yīng)的實驗方案。
　　 第二

3、章研究對羧基聚苯乙烯微球的聚乙二醇表面接枝改性。我們利用EDC/NHS體系將PEG固定于PS微球表面,并利用流式細胞儀、電導(dǎo)滴定和考馬斯亮藍法從不同角度評價改性效果。流式細胞儀檢測結(jié)果證實PEG改性可以減少約60％的非特異性蛋白吸附。電導(dǎo)滴定表明實驗中獲得的微球表面PEG最高含量為37.2μmol/g。考馬斯亮藍法得到的數(shù)據(jù)顯示改性之后吸附量下降到64.1 ng/cm2,下降了86.8％。隨后我們采用不同的抗體固定化方法將改性后的微球用

4、于液相芯片免疫檢測。兩種固定化方法分別利用了微球表面剩余的羧基基團和新出現(xiàn)的氨基基團。通過對含有甲胎蛋白的血清樣品的檢測,結(jié)果表明微球經(jīng)過PEG修飾后,選擇合適的抗體固定化方法可以顯著降低免疫反應(yīng)的檢測限,同時保證較好的線性響應(yīng)。
　　 第三章研究兩種不同鏈長的PEG混合修飾對羧基聚苯乙烯微球的表面改性。本章工作探索在第二章工作的基礎(chǔ)上進一步提高PEG在微球表面的固定量以及微球抵抗吸附的能力,深入研究了長短鏈PEG固定化的重要條

5、件,獲得了比單鏈PEG修飾更好的效果。實驗設(shè)計了長短鏈PEG混合修飾可能采用的三種途徑,通過實驗比較和分析了它們對微球表面改性的影響,并針對實驗結(jié)果提出了長短鏈PEG在反應(yīng)過程中存在競爭的解釋,從而優(yōu)化與控制反應(yīng)時間。采用長短鏈PEG混合修飾的改性微球相比單鏈PEG改性微球具有更低的蛋白質(zhì)非特異性吸附。最低結(jié)果達到了13.8 ng/cm2,比前一章中64.1 ng/cm2的最低值又下降了約78.4％。
　　 第四章研究基于原子自

6、由基轉(zhuǎn)移聚合原理(ATRP)的微球表面聚合固定丙烯酸聚乙二醇酯(PEGMA)。選用EDC/NHS體系與DCC兩種脫水劑將聚合引發(fā)劑2一溴代異丁酸固定于氨基PS微球表面,再在Cu(Ⅰ)-聯(lián)吡啶體系的催化作用下,以PEGMA為單體發(fā)生表面聚合反應(yīng),得到PEGMA修飾的微球。利用流式細胞儀和考馬斯亮藍法表征了表面聚合改性效果,并對改性效果進行了定性和定量分析。還利用X射線光電子能譜(XPS)對微球表面修飾后的特征元素進行了分析,利用掃描電鏡(