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基于两性离子聚合物抗吸附阵列芯片的研究

基于两性离子聚合物抗吸附阵列芯片的研究

作者：王怀新哈尔滨工业大学

学位级别：硕士

本课题针对蛋白质芯片在使用中极易发生蛋白的非特异性吸附这一共性问题，采用具有超级抗吸附特性的两性离子聚合物对芯片表面进行修饰，并在其基础上构建微阵列，从而实现高灵敏度的特异性检测的目的。两性离子聚合物具有良好的抗蛋... 详细信息

本课题针对蛋白质芯片在使用中极易发生蛋白的非特异性吸附这一共性问题，采用具有超级抗吸附特性的两性离子聚合物对芯片表面进行修饰，并在其基础上构建微阵列，从而实现高灵敏度的特异性检测的目的。两性离子聚合物具有良好的抗蛋白吸附效果，性质稳定、制备方法简单且价格相对低廉，是生物芯片制备中的理想材料。本课题针对蛋白质芯片在检测中的非特异性吸附问题，将具有抗吸附功能的两性离子聚合物修饰在芯片表面，优化了制备条件，并对制备的芯片表面进行了表征。在此基础上，构建了阵列图案并实现其区域选择性功能化。制备出的超级抗吸附阵列芯片具有制备方法简便，探针密度高，灵敏度高等优点。本文以玻璃片为基片，通过其表面处理并与硅烷偶联剂3-（甲基丙烯酰氧）丙基三甲氧基硅烷（MAPTMS）反应，得到具有光化学反应活性的基片;以两性离子单体——甲基丙烯酸磺酸基甜菜碱（SBMA）、甲基丙烯酸碳酸基甜菜碱（CBMA）为修饰材料，采用光聚合法在基片表面进行抗吸附修饰;对两性离子单体的修饰条件进行了探讨，在甲醇/水（9/1，V/V）作为溶剂、单体浓度80g/L、曝光强度14mW/cm2、曝光时间5min的条件下得到了最佳修饰效果。通过区域性曝光将不同的抗吸附单体CBMA、SBMA按照预先设计的阵列图案修饰在芯片表面，得到了全表面抗吸附的阵列芯片，其中阵列区域CBMA上的羧基可通过EDC/NHS法实现功能化;以FITC-BSA为例验证了芯片的抗蛋白吸附效果，并以羊抗BSA为探针分子，验证了芯片的功能化及其特异性识别效果，结果显示，芯片可以对浓度0.1mg/mL的目的抗原实现特异性检测，并可有效阻挡非特异性蛋白的吸附;同时实验证明，部分修饰两性离子聚合物的阵列芯片能够诱导细胞的区域选择性粘附。

关键词：生物芯片微阵列抗吸附两性离子光引发聚合

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抗吸附型助剂聚羧酸系减水剂抗泥性能的改善

上海建材 2023年第3期 48-51页

作者：林阿真胡凯伟江苏博思通新材料有限公司江苏南京210000

以甲基丙烯磺酸钠(SMAS)为链转移剂,以H_(2)O_(2)和E51为引发体系,基于不饱和酸(AA)与不饱和功能单体(自制)之间的自由基聚合反应,制备小分子抗吸附型功能助剂。通过水泥净浆流动度、胶砂相容性及混凝土实验,验证该功能助剂与减水剂复... 详细信息

以甲基丙烯磺酸钠(SMAS)为链转移剂,以H_(2)O_(2)和E51为引发体系,基于不饱和酸(AA)与不饱和功能单体(自制)之间的自由基聚合反应,制备小分子抗吸附型功能助剂。通过水泥净浆流动度、胶砂相容性及混凝土实验,验证该功能助剂与减水剂复配使用时具有良好的抗吸附性能。通过液相凝胶渗透色谱表征其相对分子量分布,结合吸附量测试探究其作用机理。结果表明,小分子助剂通过竞争吸附,抢占聚环氧乙烷侧链(PEO)在蒙脱土的吸附位点,增强了聚羧酸减水剂(PCE)分子对水泥浆体的有效吸附,提高了聚羧酸减水剂(PCE)的分散性。

关键词：抗吸附小分子助剂聚羧酸减水剂竞争吸附

纳米球形聚（N-羟乙基丙烯酰胺）刷的制备及其抗吸附性能研究

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纳米球形聚（N-羟乙基丙烯酰胺）刷的制备及其抗吸附性能研究

作者：秦雪华东理工大学

学位级别：硕士

由于具有高比表面积、容易功能化、尺寸可控等特点,纳米微球可以被细胞吞噬,进入器官和组织,其在生物分子学、药物缓释控释、药物靶向治疗及免疫诊断学方面的应用研究取得了很大进展。但是蛋白质、细胞、微生物等在纳米微球表面的吸附,... 详细信息

由于具有高比表面积、容易功能化、尺寸可控等特点,纳米微球可以被细胞吞噬,进入器官和组织,其在生物分子学、药物缓释控释、药物靶向治疗及免疫诊断学方面的应用研究取得了很大进展。但是蛋白质、细胞、微生物等在纳米微球表面的吸附,导致微球容易被体内免疫系统识别进而清除出体内,严重影响了临床应用研究。解决以上问题的有效方法之一是在微球表面修饰抗吸附聚合物,使纳米微球具有抗吸附性能。本文利用光乳液聚合法,通过光引发剂HMEM的引发,将具有强亲水性、抗污性能的聚N-羟乙基丙烯酰胺(PHEAA)接枝在聚苯乙烯球核表面,成功合成核壳结构的纳米球形聚合物刷PS@PHEAA。研究了不同蛋白质体系中PS@PHEAA纳米粒子的稳定性和对蛋白质的吸附量,发现PHEAA的修饰明显降低了蛋白质的吸附量,但是由于纳米球形聚合物刷的特殊结构,微量蛋白质会通过静电作用力与核相互作用或者进入柔软的链中导致自聚。本文主要工作如下:(1)通过光乳液聚合合成法在聚苯乙烯(PS)核表面接枝高密度的聚N-羟乙基丙烯酰胺(PHEAA),合成聚苯乙烯核(PS)与聚N-羟乙基丙烯酰胺(PHEAA)的共聚物——PS@PHEAA,利用傅里叶红外光谱仪(FTIR)表征其所含成分,透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和动态光散射仪(DLS)表征其形貌和尺寸。用凝胶渗透色谱仪(GPC)测定PHEAA的分子量,计算PHEAA在聚苯乙烯核表面的接枝密度。(2)利用动态光散射仪和高分辨浊度计,测定不同pH和盐浓度下PS@PHEAA在牛血清蛋白(BSA)、溶菌酶(Lyz)两种不同等电点蛋白质体系中的尺寸和浊度,检测PS@PHEAA在不同蛋白质体系中的稳定性。实验结果表明:在高盐浓度时,PS@PHEAA粒径会略微增大,但是在pH和盐浓度条件变化的整个过程中,PS@PHEAA都可以保持单一分散性。浊度数据显示,在不同pH条件下PS@PHEAA与蛋白质无相互作用,在不同盐浓度下,PS@PHEAA与蛋白质有微弱相互作用,当盐浓度增加到150 mM以上时,PHEAA形成假性阳离子导致与蛋白质相互作用有所变化。在复杂蛋白质体系胎牛血清中,PHEAA可以给聚苯乙烯纳米微球提供良好的保护,保持单一分散性。用噻唑蓝比色(MTT)法测试了聚苯乙烯纳米微球修饰前后的细胞相容性,结果表明,PHEAA的修饰不会增加PS@PHEAA的细胞毒性。(3)通过等温滴定量热仪(ITC)测定了不同盐浓度下蛋白质在PS@PHEAA表面的吸附量,实验过程用两种方式制样——配制制样和透析制样,选择误差小的透析制样组数据。结果显示蛋白质在PS@PHEAA表面有微量吸附,不同盐浓度下BSA和Lyz在微球表面吸附量的增量不同:在pH6.8时,带有负电荷的BSA在PS@PHEAA上的吸附量增量大于带有正电荷的Lyz。我们推测是由于此时蛋白质所带电荷不同,带有正电荷的Lyz主要与带有负电荷的聚苯乙烯核通过静电力相互作用,在低盐浓度下已接近吸附饱和。但是带有负电荷的BSA是由于进入柔性链引起自聚,表现出相互作用现象。通过小角X射线散射(SAXS)手段,进一步分析蛋白质在刷层的吸附位置。结果显示,盐浓度增加时,Lyz体系中电子云密度主要在内层增加,BSA体系中电子云密度在每层均匀增加。进一步证实了 ITC的结论,即Lyz主要与核相互作用而BSA主要通过在链中自聚,表现出相互作用现象。

关键词：纳米球形聚合物刷抗吸附 N-羟乙基丙烯酰胺等温滴定量热(ITC) 小角X射线散射(SAXS)

接枝丙烯酸亲水化改性聚砜超滤膜及其在多肽分离中的应用

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化工学报 2007年第6期58卷 1501-1506页

作者：董春华齐崴何志敏天津大学化工学院化学工程研究所天津300072

Hydrophilic surface modification of polysulfone hollow fiber membrane was performed by acrylic acid *** chloride was selected as the proper catalyst, and phosphoric acid as the *** modification conditions, such as the ratio of the reagents (acrylic acid∶catalyst=1∶0.05), temperature (30℃) and reaction time (60 min), were optimized based on the contact angle *** grafting of carboxyl group to the membrane surface was confirmed by IR spectrum and wettability analysis, and no degradation of the modified membrane skin or framework was observed with scanning electron *** experimental results of filtrating bovine serum albumin solutions indicated that the property of resisting protein adsorption on the membrane surface for the modified membrane was much better than that for unmodified *** the process of separating casein hydrolysates, the advantages of modified membrane were also shown by comparing the permeate flux and molecular mass distribution with those of unmodified membrane.

关键词：丙烯酸超滤亲水聚砜膜抗吸附多肽分离

L-半胱氨酸和胱胺共自组装膜活体检测抗坏血酸（英文）

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电化学 2019年第3期25卷 400-408页

作者：张悦冯涛涛纪文亮张美宁中国人民大学化学系

自组装单分子膜(SAM)由于其独特的物理化学性质近年来受到了极大的关注. SAM通过金硫键在电极表面形成高度有序的单分子膜,该稳定的分子膜不仅可以调节表面的亲疏水性质,而且可以促进电极表面氧化还原活性分子的反应速率.本论文提出了... 详细信息

自组装单分子膜(SAM)由于其独特的物理化学性质近年来受到了极大的关注. SAM通过金硫键在电极表面形成高度有序的单分子膜,该稳定的分子膜不仅可以调节表面的亲疏水性质,而且可以促进电极表面氧化还原活性分子的反应速率.本论文提出了一种简单有效的方法,在金微电极上构建半胱氨酸和胱胺共自组装单分子膜用于活体内抗坏血酸的检测.研究发现,当混合单分子层中半胱氨酸和胱胺的摩尔比为1:1时,可以在低电位下(约为0.10 V)显著增强抗坏血酸氧化的电子转移动力学,同时该膜能在一定程度上抵抗蛋白质在电极表面的非特异性吸附.将共自组装单分子膜应用到活体检测中,作者检测到鼠纹状体中抗坏血酸的基准值为257±30μmol·L-1(n=3).本论文为活体电化学检测提供了一种简单、有效的方法.

关键词： L-半胱氨酸和胱胺共自组装膜抗坏血酸抗吸附活体

射频等离子体聚合类聚乙烯氧抗菌功能材料的研究

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包装工程 2007年第8期28卷 37-39页

作者：岳蕾谢芬艳陈强翁静北京印刷学院北京102600 首都医科大学北京100069

以乙二醇二甲基醚为单体,采用射频等离子体化学气相沉积的方法制备类聚乙烯氧(PEO- like)功能材料。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和接触角测量仪等对材料的化学成分及表面性能进行了测试,研究等离子体工艺参数对... 详细信息

以乙二醇二甲基醚为单体,采用射频等离子体化学气相沉积的方法制备类聚乙烯氧(PEO- like)功能材料。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)和接触角测量仪等对材料的化学成分及表面性能进行了测试,研究等离子体工艺参数对PEO-like薄膜化学成分的影响。材料生物测试的结果表明:制备的PEO-like薄膜能够较好地阻抗血小板的吸附。

关键词：射频等离子体化学气相沉积类聚乙烯氧抗吸附

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一种新型压裂液纳米助排剂的研制及性能评价

石油与天然气化工 2022年第3期51卷 71-75页

作者：向超陈力力徐莹莹李伟陈娟刘云峰姜凯文中国石油西南油气田公司天然气研究院中国石油西南油气田公司中国石油西南油气田公司物资分公司

目的解决现有常规助排剂易被储层吸附、难以作用于较深储层孔隙的问题,以及现有纳米助排剂乳液粒径偏大,难以进入致密孔隙储层的问题。方法通过相转变组分(PIC法)制备了一种新型纳米助排剂,该助排剂乳液粒径较小,表面张力较低且抗地层... 详细信息

目的解决现有常规助排剂易被储层吸附、难以作用于较深储层孔隙的问题,以及现有纳米助排剂乳液粒径偏大,难以进入致密孔隙储层的问题。方法通过相转变组分(PIC法)制备了一种新型纳米助排剂,该助排剂乳液粒径较小,表面张力较低且抗地层吸附特性突出。结果该纳米乳液的粒径在100 nm以下,且长期保持稳定。以纳米乳液作为表面活性剂载体,在被吸附之后,表面张力为44.198 mN/m,接触角为93.08°;而相同配方的非乳液助排剂,在被吸附之后,表面张力为48.123 mN/m,接触角91.24°。计算毛细管阻力均为负数,表现为孔隙对液体的排斥力,纳米乳液的排斥力是非乳液的2.28倍。结论该纳米乳液中残余的表面活性剂含量更高,更有利于抵抗储层的吸附,能作用于更深的储层孔隙,更利于孔隙排液,有效地解决了常规助排剂作用距离短的问题。

关键词：助排剂水锁纳米乳液抗吸附压裂液

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复合抗菌型光固化齿科粘接剂的研究

复合抗菌型光固化齿科粘接剂的研究

作者：张代兴北京化工大学

学位级别：硕士

光固化树脂粘接剂是粘接牙齿组织和龋齿填充材料复合树脂的关键材料。因复合树脂流动性较差难以进入到牙体组织内部形成良好粘接,利用光固化树脂粘接剂填补牙本质/牙釉质的孔洞后,可实现复合树脂与牙组织的结合。但聚合后树脂的体积收缩... 详细信息

光固化树脂粘接剂是粘接牙齿组织和龋齿填充材料复合树脂的关键材料。因复合树脂流动性较差难以进入到牙体组织内部形成良好粘接,利用光固化树脂粘接剂填补牙本质/牙釉质的孔洞后,可实现复合树脂与牙组织的结合。但聚合后树脂的体积收缩,容易在粘结界面产生缝隙,细菌容易入侵,造成二次龋齿。目前尚无具有抗菌和再矿化性能的光固化粘接剂商品,无法有效杀死入侵的细菌,也无法有效修复间隙,导致修复体使用寿命缩短。因此,抗菌和再矿化成为改善粘接修复长期效果的两个关键性能。虽然氟化物等释放型抗菌剂已经在口腔领域广泛应用,但作为粘接剂添加成分使用,其存在着初期爆发释放、持续抗菌能力不足等问题,因此本研究提出从以下思路进行复合抗菌型齿科粘接剂的改进研究:1)季铵盐作为一种接触抗菌型的抗菌剂,既可以利用其自身带有的正电荷抗菌,将其与氟化物复合使用,还可以与带负电的氟离子(F)发生电荷相互作用,减缓F的爆发释放,实现长效抗菌。2)2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(MPC)是一种具有两性离子端基的有机物,可以减少蛋白质、脂质体等生物成分在材料表面的附着,并且具有良好的生物相容性,利用MPC这种特性,可以有效减少细菌在材料表面的吸附,与抗菌剂共同抑制细菌在材料上的增殖。最后,将锶掺杂羟基磷灰石(Sr/HAp)作为功能填料引入粘接剂,提高其促矿化生物活性。主要工作和结果如下:1)首先通过氯代十二烷与1-乙烯基咪唑发生取代反应得到可光聚合的N,N-十二烷基乙烯基咪唑(DCV),并采用溶解-再沉淀法制备了氟化钠纳米颗粒(nNaF,～450 nm),分别研究了它们对以双酚A甲基丙烯酸缩水甘油酯(Bis-GMA)、甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)和1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯(HDDMA)为树脂基体的粘接剂固化动力学的影响,发现:当DCV在粘接剂中的含量为2-8 wt%时,对双键转化率无明显影响,抗菌效果则与DCV含量呈正相关;但当nNaF含量超过5 wt%时,双键转化率开始明显下降,F爆发释放明显。因此,固定nNaF在粘接剂中的添加量为2 wt%,将DCV按与nNaF不同比例(2、4、6、8 wt%)添加到粘接剂,光固化后对粘接剂的各项性能(F释放、抗菌效果、剪切粘接强度和生物相容性)进行系统评价,发现:当DCV含量在4 wt%以下时,能够有效减缓F的初期释放,并延长F的持续释放;但当DCV含量≧6 wt%后,F的释放速率不降反升,通过对不同配方固化物的双键转化率、水接触角和表面电位的对比分析,发现DCV中季铵盐基团的亲水性是造成上述现象的主要原因。为确定优化的粘接剂配方,DCV/nNaF复配的固化树脂片浸泡在PBS中,动态收集第1、7和14天的释放液以及浸泡后的树脂片,分别评价了它们对金黄色葡萄球菌(***)、大肠杆菌(***)和人唾液菌群(HSBF)的释放型和接触型抗菌,并同时通过L929成纤维细胞培养评价了树脂片的细胞毒性,以及采用推出法测试了粘接剂的剪切粘接强度,所有实验数据表明:添加2wt%nNaF和2 wt%DCV(2F@DCV2)的粘接剂,F爆发释放减小且可稳定持续释放,显示出释放和接触协同抑菌、良好生物相容性、高剪切粘接强度的综合优异性能。2)nNaF作为一种释放型抗菌剂,随着F的持续溶出,最终仍不可避免地会对粘接剂性能产生不利影响,因此,本研究通过引入抗蛋白吸附的可聚合物MPC,协同可聚合的接触型抗菌剂DCV,发展了一种高效复合抗菌粘接剂,并在此基础上同时引入具有促生物矿化活性的Sr/HAp纳米颗粒,全面提高了粘接剂的使用性能。通过固化动力学、蛋白吸附、抗菌、矿物质沉积和剪切粘接强度等表征,发现:虽然MPC含量对粘接剂固化动力学无明显影响,但当MPC含量超过3 wt%后会显著降低固化树脂片自身的力学性能,而蛋白吸附和细菌粘附实验结果表明,添加了3 wt%MPC的粘接剂即能有效降低蛋白和细菌的吸附量;虽然MPC不具备杀死细菌的能力,但加入适量(3 wt%)DCV后,粘接剂即能杀死70%的细菌,而无明显细胞毒性,不利影响是降低了固化树脂片的力学性能和粘接剂的剪切粘接强度;向上述MPC/DCV复合抗菌的粘接剂中加入适量(8 wt%)Sr/HAp纳米颗粒,其不仅作为增强填料提高了力学性能和粘接强度,同时还作为功能填料赋予粘接剂在模拟体液中诱导矿物质沉积的能力,获得了集抗吸附、杀菌、促矿化多功能为一体的新型齿科修复粘接剂。综上所述,基于接触型抗菌剂季铵盐制备抗菌型光固化树脂粘接剂,通过与氟化物、MPC复合使用,不仅可有效协同减少细菌增殖,还因添加量可维持在较低水平保障粘接剂的生物相容性,引入活性填料提高生物矿化性能后,预期在齿科修复的临床应用中具有广阔的前景。

关键词：季铵盐氟离子释放抗菌抗吸附生物矿化

基于二硫化钼-金复合材料和DNA四面体的SPR传感器研究

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基于二硫化钼-金复合材料和DNA四面体的SPR传感器研究

作者：聂文艳湖南大学

学位级别：硕士

表面等离子体共振(SPR)传感器是一种用于监测各种生物分子间的相互作用的技术,具有灵敏度高、免标记、实时、成本低和操作简便等优点,已广泛应用于治疗诊断,生物制药、食品安全和环境监测等领域。但是对于复杂样品中低丰度生物靶标而言... 详细信息

表面等离子体共振(SPR)传感器是一种用于监测各种生物分子间的相互作用的技术,具有灵敏度高、免标记、实时、成本低和操作简便等优点,已广泛应用于治疗诊断,生物制药、食品安全和环境监测等领域。但是对于复杂样品中低丰度生物靶标而言,利用SPR技术检测仍存在挑战。这主要是因为灵敏度还不足够高以及存在非特异性吸附所致。本文以microRNA(miRNA)为模板,基于二硫化钼-金(AuNPs-MoS)纳米复合材料和DNA四面体探针(DTPs)发展了高灵敏和低吸附的SPR传感器,具体如下:1.构建基于AuNPs-MoS纳米复合材料的高灵敏SPR生物传感器用于miRNA-141检测。首次利用AuNPs-MoS纳米复合材料作为信号分子用于SPR传感器。本方法仅需要两步便可实现对miRNA的检测。由于AuNPs-MoS纳米复合材料的信号增强作用,可显著提高传感器的灵敏度,本SPR传感器可检测低至0.5 fM miRNA-141。此外,本方法选择性好,能够区分miRNA-200家族miRNA之间的差异,并可用于检测10%人血清中miRNA。更重要的是,将本SPR传感方法与qRT-PCR方法分别用于人癌细胞内提取的总RNA中miRNA-141检测,本SPR传感方法可与qRT-PCR方法相媲美,意味着本传感器在复杂体系检测中有很好的应用前景。2.构建基于DTPs的低吸附SPR生物传感器用于复杂基质中miRNA的检测。带巯基的DTPs通过共价键修饰在Au膜表面,发现两种单一蛋白质样品(1 mg/mL肌红蛋白,48 mg/mL人血清白蛋白)和五种复杂基质(100%血清,100%血浆,9.85×10个红细胞数/mL,5%全血和7721细胞裂解物)均在DTPs修饰的金膜(DTPs-Au)表面具有超低的蛋白或细胞的吸附含量(抗吸附性能。并且,也发现DTPs-Au表面可以阻止金纳米颗粒(AuNPs)催化增长过程中金沉积。据此,构建了低吸附和高灵敏的SPR传感器用于复杂基质中miRNA检测,可检测低至0.8 fM的目标物let-7a。此外,SPR传感器表现出良好的选择性,可以区分let-7a与同源家族RNA,也可用于检测100%人血清中miRNA。同时,本SPR传感方法与qRT-PCR方法分别用于人癌细胞内提取的总RNA中let-7a的检测,本SPR传感方法与qRT-PCR方法结果基本一致。这意味着该传感器在复杂体系检测中有很好的应用前景。

关键词：二硫化钼-金复合材料表面等离子体共振 microRNA DNA四面体探针抗吸附