[发明专利]一种光响应性聚合物自组装膜对蛋白质控制吸附的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光响应性聚合物自组装膜的制备以及对蛋白质控制吸附的方法，特别是涉及在平滑或具有纳米结构的粗糙表面上通过层层自组装的方法， 制备光响应性薄膜，并调控蛋白质的吸附及解吸附。

背景技术

偶氮苯化合物是指分子结构中含有偶氮基团的化合物。偶氮苯化合物存在反式和顺式两种异构体，反式构型是较稳定的结构。在紫外光照射下，反式构型转变为顺式构型；在可见光照射或热的作用下，顺式构型转变为反式构型，偶氮苯结构相互转变过程是可逆的。在光致异构化的过程中，伴随着偶氮苯偶极矩、以及极性的可逆变化，从而可以引起偶氮苯化合物表面浸润性的可逆变化。

制备功能高分子薄膜是发挥其功能性和实现其应用价值的重要手段。层层自组装的方法具有操作灵活，设备简单，薄膜的形状、厚度可以精确控制，并且组装的薄膜具有良好的机械和化学稳定性。因此，层层自组装的方法已成为制备功能高分子薄膜的普遍方法，在纳米颗粒、碳纳米管、聚合物胶束以及人造分子领域有重要的应用价值。聚电解质自组装是层层自组装中的一部分，利用带相反电荷的聚电解质（聚阳离子和聚阴离子）间的相互作用，来实现聚电解质的自组装。

蛋白质吸附是材料与蛋白质接触所引起的一种反应，决定着细胞、血小板的黏附行为，从而决定着材料的生物相容性。蛋白质吸附行为研究具有巨大的科学价值和应用前景，已引起国内外科研工作者广泛关注。一方面，预防、降低由于蛋白质吸附造成的生物污染及生物薄膜，是船舶制造、生物制药、食品加工等产业密切关注的问题；另一方面，在医疗移植材料如骨骼、牙齿、皮肤或组织的移植过程中，又要求所选择的蛋白质具有优异的黏附性能，才能保证移植物与肌体有良好的生物相容性，并最大程度的恢复移植物的生理功能。

蛋白质吸附与浸润性关系：

蛋白质的吸附行为与接触表面的化学结构密切相关。Whitesides等在金表面通过分子自组装技术制备了寡聚乙二醇分子与烷烃分子复合的单层膜，发现按一定比例复合的分子膜在室温及37°C下对蛋白质的吸附性能不同：37°C下比在室温下能吸附更多的蛋白质分子。Grunze等发现这种吸附性能的温度依赖性与表面浸润性变化相一致，温度高于32°C时分子具有疏水结构，温度低于32°C时分子具有亲水结构。Benhabbour等在树枝状分子

表面修饰了聚乙二醇PEG，研究了PEG分子量与树枝状分子代数对蛋白质分子吸附能力的影响，发现疏水性强的表面能吸附更多的蛋白质分子。由于胰岛素蛋白质分子的疏水片段与高分子Teflon的强疏水表面的相互吸引作用，可使蛋白质分子在高分子表面形成强烈吸附。除了材料表面的化学组成，其表面的纳米拓扑结构也会影响蛋白质的吸附行为。纳米拓扑结构影响因素在近几年才受到科研工作者的关注。材料表面的粗糙度、弯曲表面的曲面曲率、表面的特定几何形状如凹凸结构、金字塔形结构都会对蛋白质的吸附产生影响。如Rechendorff等研究发现，增大表面粗糙度可大大提高蛋白质的吸附量。在特殊功能分子表面，赋予其一定的纳米拓扑结构，必将对蛋白质的吸附性能产生重要影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有光响应的偶氮苯聚合物自组装膜，并且该自组装膜可以通过光场的变化调控对蛋白质的吸附以及解吸附：在紫外光照射下蛋白质从自组装膜解吸附、脱落；在可见光照射下蛋白质重新吸附于自组装膜上。且所制备的自组装膜具有良好的机械和化学稳定性，薄膜的组成和厚度可以控制等诸多优点。

 

本发明的光响应性偶氮苯聚合物自组装膜有聚阳离子和聚阴离子组成，所述的聚阳离子是聚二烯丙基二甲基氯化铵；所诉的聚阴离子由偶氮苯聚合物或二氧化硅纳米小球组成。将组装完的自组装膜浸入到蛋白质溶液中，以达到对蛋白质吸附的调控，所述蛋白质为牛血清蛋白，细胞色素C，溶菌酶或胰岛素。 

 

本发明的技术方案是：一种光响应性聚合物自组装膜对蛋白质控制吸附的方法，具体包括以下步骤：

1.将基片在浓度为98%的浓硫酸和浓度为30%的H₂O₂以体积比为2:1混合溶液中浸泡2小时，然后用超纯净水反复清洗，接着再将基片浸入H₂O/H₂O₂/浓氨水的混合溶液中浸泡2小时，最后，取出基片反复清洗，用N₂吹干，备用；其中，H₂O/H₂O₂/浓氨水的体积比为5:4:2；