光學活性偶氮苯功能聚合物作為蛋白質(zhì)吸附材料的基礎研究.pdf

1、偶氮苯類化合物具有獨特的光學順反異構特性，在異構化轉變過程中會伴隨著一些物理化學性質(zhì)的改變。目前偶氮類材料被廣泛地應用于藥物可控釋放、非線性光學元件、液晶材料、光調(diào)控生物敏感材料等方面。本論文制備了三種含不同端基的功能化偶氮苯聚合物，并利用傅立葉紅外光譜儀(FT-IR)、核磁共振波譜儀(1H NMR)表征了其結構，詳細研究了牛血清白蛋白(BSA)在含偶氮苯敏感膜上的吸附行為。本課題旨在研究在光、電兩種外場影響下，BSA在偶氮苯聚合物膜表

2、面的可逆吸附機理，為進一步研究開發(fā)光敏性傳感器芯片提供理論基礎。
　　首先，考察 BSA在聚-4-氯-4’-偶氮苯甲基丙烯酸酯(PMAAzoCl)薄膜表面的吸附行為。通過自由基聚合法制得 PMAAzoCl，并采用紫外吸收光譜(UV)詳細研究該聚合物的光學異構特性，在紫外-可見光循環(huán)照射下，PMAAzoCl發(fā)生明顯的異構化轉變，且光響應速度較快，其光致異構反應為一階動力學反應。接著，利用旋轉涂膜技術在金片和硅片表面制備聚合物膜，并在

3、紫外-可見光交替照射下采用接觸角儀(CA)考察聚合物膜表面浸潤性的變化。采用表面等離子體諧振儀(SPR)在位研究 BSA在聚合物膜表面的吸附動力學，重點研究在紫外-可見光循環(huán)照射下，聚合物結構的改變對蛋白質(zhì)吸附的影響。SPR測試結果顯示，在該聚合物膜表面 BSA分子能夠發(fā)生可逆吸附。
　　為了考察聚合物化學結構對生物分子吸附的影響，又利用表面引發(fā)原子轉移自由基聚合(SI-ATRP)方法在金膜及硅片表面制備了結構規(guī)整的偶氮苯聚合物刷

4、，即聚-4-(6-羥基己氧基)-4’-羧基偶氮苯甲基丙烯酸酯(PMAAzoCOOH)。同時合成了在金膜及硅片表面進行接枝反應所需的兩種引發(fā)劑6-巰基-2-溴-2-甲基丙酸己酯及 N-(3-甲氧基硅基)正丙基-2-溴-異丁酰胺，并通過 FT-IR與1H NMR表征了其化學結構，然后將其組裝到金片和硅片表面，采用SI-ATRP法制備偶氮苯聚合物刷。接著，采用原子力顯微鏡(AFM)觀察聚合物刷在紫外-可見光照射前后的表面形貌變化。在此基礎上，

5、采用SPR在位考察了BSA在聚合物膜表面的動態(tài)吸附，結果表明在紫外-可見光作用下，聚合物膜同樣可以實現(xiàn)光控可逆的BSA分子的可逆吸附。
　　最后，為了進一步研究外場對生物分子在偶氮苯類聚合物表面的吸附行為和機理，又利用循環(huán)伏安法(CV)和SPR考察了BSA在光電雙重響應性聚合物膜表面的可逆吸附行為。為了得到具有雙重響應性物質(zhì)，本課題把吡咯分子引入到偶氮苯取代基中，并利用化學氧化聚合法制備出聚-4-(6-羥基己氧基)-4’-羧基偶氮

6、苯甲基丙烯酸酯聚合物(PPyAzoCOOH)，采用UV詳細研究了聚合物的光學異構現(xiàn)象，與上述兩種聚合物相比，PPyAzoCOOH的光致異構速率明顯變慢；同時在紫外-可見光交替照射下采用AFM觀察BSA在聚合物膜表面的吸附及解吸附。利用CV測試聚合物膜的導電性能及BSA在聚合物復合電極吸附前后的電化學活性變化，運用SPR檢測BSA在聚合物膜表面的可逆吸附動力學，結果表明該偶氮苯吡咯聚合物具有良好的光電響應特性。
　　通過對三種偶氮苯