仿细胞外层膜结构修饰交联壳聚糖的研究

采用溶液自由基聚合,合成甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(MPC)-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅(TSMA)二元共聚物(PMT82),将其涂覆在戊二醛交联壳聚糖(CS-GA)表面,通过三乙胺蒸汽催化处理获得具有仿细胞外层膜结构(CS-GA-PMT82b)的表面.用动态接触角(DCA)、X-射线光电子能谱(XPS)对改性后交联壳聚糖表面的亲疏水性、元素组成等进行表征,并通过血小板黏附实验对其抗凝血性进行评价.研究结果表明,这种利用涂覆催化交联的方式将含有三甲氧基硅可交联基团的磷酰胆碱聚合物交联固定在壳聚糖表面,获得了较为稳定的仿细胞外层膜结构的CS-GA-PMT82b涂层表面.与壳聚糖相比,改性后壳聚糖的血小板黏附显著减少,抗凝血性能显著提高.这种改善材料的方式有望成为生物医用材料表面改性领域的有效的新手段.     

仿细胞膜结构共聚物的合成及涂层性能

采用饥饿法将2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(MPC)分别与甲基丙烯酸十八烷基酯(SMA)、 甲基丙烯酸十二烷基酯(LMA)及甲基丙烯酸正丁酯(BMA)聚合, 通过改变投料比例和沉淀剂种类, 合成了一系列含磷酰胆碱基团的仿细胞膜结构的两亲性二元随机共聚物. ¹H NMR和元素分析结果表明, 合成的两亲性二元随机共聚物的组成与投料比相近. DSC结果表明, 聚合物具有较低的玻璃化转变温度. 表面张力及水的动态接触角(DCA)研究发现, 聚合物涂层表面具有明显的两亲性及表面结构易变性, 在空气中憎水基团在表面取向, 在水环境中亲水的磷酰胆碱基团则迁移取向到涂层表面形成仿细胞外层膜结构界面, 最终形成不溶于水的仿细胞膜结构涂层.     

胺解改性聚L-谷氨酸苄酯引导骨再生膜的制备

以聚L-谷氨酸苄酯(PBLG)为原料, 通过溶剂浇铸与粒子沥滤法分别构建PBLG单层致密和PBLG单层多孔膜, 利用乙醇胺对薄膜表面改性, 构筑双层引导骨再生膜. 研究了不同胺解改性时间对PBLG-s-PHEG双层膜亲水性和力学性能的影响, 结果表明, 随着PBLG分子量的增大, 薄膜的力学性能增强而降解速率减缓. 延长胺解改性时间可提高薄膜亲水性和体内外降解速率. 细胞实验结果表明, 双层薄膜的致密结构能够有效阻隔成纤维细胞的侵入, 多孔结构能够支持细胞贴壁黏附和铺展. 体外生物活性评价结果表明, 表面改性的PBLG基材料可用于体内骨缺损修复. 本文所构建的双层引导骨再生膜在体外具有良好的力学性能和降解性能, 与组织具有一定的贴合性, 同时可有效阻碍成纤维细胞侵入, 具有潜在应用价值.     

DOPC/DPPC单层膜中分子间的相互作用及形态特征

利用Langmuir-Blodgett(LB)技术制备了不同表面压力下的1,2-二油酸-甘油-3-磷脂酰胆碱(DOPC)/1,2-二棕榈酸甘油-3-磷脂酰胆碱(DPPC)(摩尔比为1:1)和DOPC/DPPC/Chol(摩尔比为2:2:1)单层膜, 对单层膜内分子间的相互作用进行了热力学分析, 并用荧光显微镜和原子力显微镜对其形态进行了观测.热力学分析表明, DOPC与DPPC分子在单层膜结构中相互作用为排斥力, 诱导单层膜出现相变; DOPC, DPPC与胆固醇(Chol)间的相互作用均为吸引力, 当表面压力(π)大于18 mN/m时, DPPC与胆固醇的作用力大于DOPC.荧光显微镜观测表明, DOPC/DPPC单层膜出现明显相分离现象, 富含DPPC微区成“花形”结构, 且随着表面压力的升高微区逐渐增大, “花瓣”增多; 当胆固醇加入到DOPC/DPPC体系时, 单层膜相态由液相与凝胶相共存转变为液态无序相与液态有序相共存结构, 富含DPPC的微区形状从“花形”转变成“圆形”.原子力显微镜对单层膜的表征验证了荧光显微镜的观测结果, 表明胆固醇加入到DOPC/DPPC体系中对单层膜排列具有明显的影响, 压力和溶液状态等是影响脂膜结构的重要因素.     

微电极结构Ag/ZnO/NiO三层复合膜的制备及光催化性能的研究

通过溶胶-凝胶结合光还原沉积法在普通玻璃片上制备了Ag-ZnO-NiO系复合薄膜。使用SEM,PL,XRD,UV-Vis等手段对薄膜的表面形貌,物相组成及光学性质作了考察和研究。XRD和UV-Vis分析表明复合薄膜中包含NiO和ZnO的双层异质结构;FESEM结果表明Ag和ZnO分别在其各自的衬底上生长但没有形成完全覆盖,PL光谱表明三层膜的发光强度小于双层膜和单层膜。使用甲基橙为模型底物测试了薄膜在紫外线下的光催化氧化能力,结果表明,三层复合薄膜Ag/ZnO/NiO的活性相比氧化锌单层薄膜和双层薄膜有不同程度的提高。这是由于上层薄膜不能完全包裹下层膜,导致在表面形成了许多微电极结构,这些微电极结构能够使光生电子空穴对得到有效分离。     

金(111)电极表面浮动磷脂双层膜的原位偏振红外反射光谱研究(英文)

应用电化学原位偏振红外反射光谱法研究了构建于金(111)电极表面的浮动磷脂双层膜.金电极表面先自组装一层巯基葡萄糖单层来增加表面的亲水性,浮动磷脂双层膜通过LB-LS技术构建在巯基葡萄糖单层上.双层膜由双肉豆蔻磷脂酰胆碱(DMPC)、胆固醇和神经节苷脂GM1构成.GM1分子中的糖链可以物理吸附在巯基葡萄糖表面,在双层膜和基底间形成一个富含水的隔层.红外光谱表明浮动双层膜中的DMPC分子比传统的支撑双层膜中的DMPC分子有更强的水合作用,证实了双层膜和基底间水层的存在.该浮动双层膜更接近于实际的生物膜体系,并且在金电极表面有宽的电位区间,非常适于进一步的离子通道蛋白质研究.     

苯乙烯在烷基功能化硅单晶表面的原位活性自由基聚合反应

介绍了一种在单晶硅表面制备聚苯乙烯刷子的新方法, 此方法分3步进行: (ⅰ) 将3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷接枝到单晶硅表面, (ⅱ) 以偶氮二异丁腈(AIBN)为催化剂, 将2,2,6,6-四甲基哌啶-N-氧基-1-羟基(HTEMPO·)引入3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷的末端, (ⅲ) 在HTEMPO·存在下, 苯乙烯进行活性自由基聚合反应. 可控活性自由基聚合反应可以精确控制分子量及其分布. 光电子能谱(XPS)的测试结果表明, 带有引发剂的烷氧基链已接枝到单晶硅表面. XPS和橢偏仪的测试结果表明, 聚苯乙烯以化学键的方式被锚接到了单晶硅上. 接枝聚合物层的厚度可由反应时间来精确控制. 用此方法可以在基体表面合成无规共聚物或嵌段共聚物.     

硫醇－磷脂混合双层膜的电化学性质及其与蜂毒素的相互 作用研究

报道了硫醇－磷脂混合双层膜的循环伏安和电化学交流阻抗行为研究,并用电化学方法考察了蜂毒素与其相互作用,实验中通过冷冻表面沾有磷脂溶液的硫醇单层膜制备混合双层膜,研究表明双层膜在电极表面形成致密的绝缘层,阻碍了电极表面的电子传递,在双层膜体系上引入的蜂毒素可在膜表面上形成孔洞,破坏膜的绝缘性,降低膜电阻,增加膜电容,使带负电的探针Fe(CN)6^3-的氧化还原反应速度加快。     

2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱单全及其聚合物的合成与应用

近年来,生物医用高分子材料的生物相容性研究备受关注.基于仿细胞膜外层结构设计合成的2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱(MPC)及其聚合物研究已成为一个新热点.大量研究结果表明,用MPC聚合物修饰生物材料表面,可获得良好的血液相容性和组织相容性.本文综述了MPC单体及其聚合物的合成以及其在人造器官、组织工程、血液净化、药物控释与基因治疗、固定化酶、生物传感器等方面的应用,探讨了MPC聚合物研究应用的发展趋势.     

一种仿细胞膜聚合物用于碳纳米管表面改性

以新型含有磷酸胆碱基的仿细胞膜两亲聚合物——胆固醇封端的聚(2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱)(CPMPC)为表面稳定剂实现碳纳米管的表面改性,利用两亲聚合物中的胆固醇疏水段与碳纳米管表面进行非共价键的稳定结合,通过两亲聚合物中聚(2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱)(PMPC)亲水段实现其水溶性和生物相容性.并以商业可获得的典型两亲分子,末端为胆固醇的聚氧乙烯(CPEG)和卵磷脂,为对照进行研究.研究表明CPMPC和CPEG均具有比卵磷脂更高的对碳纳米管进行分散的能力.而CPMPC改性的碳纳米管比CPEG改性的碳纳米管具有更优的稳定性和生物相容性,通过新型仿细胞膜聚合物改性的碳纳米管在生物医用领域有潜在应用.     

纳米压痕和划痕法对含氧化铈薄膜机械性能的测定

采用溶胶-凝胶法在玻璃基体上制备了CeO2-TiO2单层膜、TiO2-SiO2单层膜和CeO2-TiO2/TiO2-SiO2双层膜,采用纳米压痕和划痕法对薄膜的机械性能(纳米硬度、弹性模量、临界载荷、摩擦系数)进行了分析.实验结果表明,双层膜与玻璃基体的附着力以及弹性模量、硬度等指标均大于单层膜,由TiO2-SiO2组成的内层,对强化附着力起到了关键作用.     

基因载体材料聚乙烯亚胺与磷脂酰胆碱脂质体的相互作用对膜结构的影响

采用动态光散射、荧光光谱、zeta电位测定和等温滴定量热技术分析了分子量分别为25000,10000和1800的聚乙烯亚胺(PEI)与二油酰磷脂酰胆碱(DOPC)脂质体的相互作用及其对脂质体膜内环境极性和膜通透性的影响.结果表明,PEI通过氨基与DOPC的磷脂基团和胆碱基团产生氢键或范德华作用,从而与脂质体结合形成复合物;低浓度PEI(0.075 mg/mL)导致DOPC脂质体的聚集和表面电位的增加,但未引起脂质体膜融合和表面电位反转;进一步增加PEI的浓度对脂质体表面电位的影响很小,而结合在表面的PEI分子链之间的排斥作用阻碍了脂质体聚集.PEI分子与DOPC脂质体的结合降低了脂质分子碳氢链的堆积密度和脂质体膜内环境的疏水性,从而增强了钙黄绿素和槲皮素在脂质体膜中的通透性.PEI与DOPC脂质体的相互作用具有明显的分子尺寸效应,增大PEI的分子量可以增强与脂质体的相互作用及对脂质体膜结构的影响.     

磷酰胆碱色谱固定相的制备及其在分离生物大分子中的应用

以三氯氧磷、氯化胆碱和甲基丙烯酸-2-羟乙酯(HEMA)为原料合成了含磷酰胆碱的单体2-甲基丙烯酰氧乙基磷酰胆碱(MPC). 在硅胶表面嫁接聚合MPC, 得到磷酰胆碱两性离子交换色谱填料. 研究了该填料对标准蛋白的分离性能及pH对蛋白质保留的影响. 结果表明, 该填料对溶菌酶和牛血清白蛋白的动态吸附容量分别为13.8和18.7 mg/g, 其基质磷酰胆碱色谱固定相可同时基线分离两种酸性和两种碱性蛋白.     

PMMA纳米球的制备及其银膜包覆技术

采用无皂乳液聚合法制备了单分散、直径为170 nm左右的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)纳米球, 然后利用3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MATS)和3-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)对PMMA纳米球进行表面改性, 在其表面包覆一层均匀的巯基, 通过巯基与银离子之间的相互作用, 使银在PMMA纳米球表面成核长大, 从而合成PMMA/Ag纳米球壳粒子. 通过扫描电子显微镜、投射电子显微镜和紫外-可见吸收光谱测试技术对产物性能进行了表征, 研究结果表明, 制备的PMMA/Ag纳米球壳粒子的分散性好、包覆均匀.     

含苯基硅氧烷的丙烯酸酯单体的组分分析

以甲基丙烯酸烯丙酯和1,1,5,5-四甲基-3,3-二苯基三硅氧烷为原料,硅氢加成得到含苯基硅氧烷的丙烯酸酯单体。采用核磁(1H-NMR)法表征了产物的封端基团,超高效液相色谱三重串联飞行时间质谱法(UPLC-QTof-MS)对不同封端基团产物的具体结构进行分析,鉴定出甲基丙烯酸-3-(1,1,5,5-四甲基-3,3-二苯基-5-甲基丙烯酰氧基三硅氧基)丙酯、1,1,5,5-四甲基-1,5-二(γ-甲基丙烯酰氧丙基)-3,3-二苯基三硅氧烷和甲基丙烯酸-3-(1,1,5,5-四甲基-5-丙基-3,3-二苯基三硅氧基)丙酯3个主要组分。建立了有机硅改性丙烯酸酯类功能材料的定性分析方法,对其进一步开发利用及其反应机理研究方面具有重要的指导意义。     

聚丙烯表面的生物相容性修饰: 表面氨基放大还原胺化接枝磷酰胆碱

在氨气氛中对聚丙烯薄膜表面进行等离子处理, 获得了不同浓度的表面氨基. 表面氨基的数量经1,6-己二异氰酸酯键合三(2-氨乙基)胺可成倍增加. 用还原胺化法将磷酰胆碱醛共价接枝到表面氨基上获得了磷酰胆碱改性的聚丙烯薄膜. X射线光电子能谱(XPS)测定结果表明, 接枝磷酰胆碱基团的表面覆盖率可达20%～40%. 衰减全反射傅立叶变换红外(ATR-FTIR)和动态接触角测定结果也都说明磷酸胆碱基团被成功地接枝于聚丙烯表面. 还原胺化法结合等离子处理及表面氨基放大技术, 有望成为获取新型生物材料的一种有效途径.     

组份可控的钌螯合物功能单分子膜

用作“表面离子”的钌螯合物Ru(dpphen)32+与脂肪酸类成膜分子以1:2混合时能够得到稳定的混合单分子膜.以十八烷基三氯硅烷（octadecayl trichloro silane, OTS）分子部分取代Ru(dpphen)32+,得到功能分子组份可控的混合单分子膜.研究表明,OTS分子在纯水表面上可以形成交联网状单分子膜结构,混入硬脂酸（SA）分子后,网状结构逐渐被破坏.SA含量增加,破坏的程度就增大,直至SA/OTS为3:1时,完全没有网状交联结构,形成可以用来沉积LB膜的均匀致密的单分子膜.表面离子Ru(dpphen)32+与OTS和SA一起构成三组份混合单分子膜,OTS和Ru(dpphen)32+为表面离子.单分子膜中混有Ru(dpphen)32+分子,可以有效地阻止OTS的交联发生,同时Ru(dpphen)32+/SA基团与OTS/SA基团是均匀共混的.改变Ru(dpphen)32+/SA基团与OTS/SA基团的混合比,即可以做到Ru(dpphen)32+的组份精确可控,得到可用来沉积LB膜的均一、稳定的单分子膜.     

Janus纳米材料的制备及结构调控

用3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPS)、 氨丙基三乙氧硅烷(APTES)和正硅酸乙酯(TEOS)溶胀聚苯乙烯中空微球的壳层, 在壳层表面通过溶胶-凝胶过程, 使亲油和亲水基团通过自组装作用分别朝向聚苯乙烯基体和水相, 形成Janus结构. 用良溶剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶解除去聚苯乙烯, 得到二氧化硅基复合Janus纳米材料. 改变反应体系pH值和单体用量等可以调控Janus纳米材料微结构, 得到Janus中空球和纳米片.     

MMA/MPC共聚物膜的制备及其抗凝血性能研究

采用自由基共聚制得了甲基丙烯酸甲酯与2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱(MPC)的共聚物, 在模板中将溶剂蒸发得到了共聚物膜. 用差示扫描量热仪(DSC)、凝胶渗透色谱(GPC)、元素分析仪(EA)、氢核磁共振(¹H NMR)及扫描电子显微镜(SEM)对共聚物及其膜的结构与形态进行了表征, 并测定了膜的溶胀度与表面的亲水性, 结合对牛血清蛋白(BSA)吸附研究结果表明: 共聚物膜的溶胀度随着MPC含量的增加而逐渐上升, 并且随着温度的升高而逐渐增大; 由动态接触角(DCA)结果可知共聚物膜表面的链段可随着环境的变化而发生重排, MPC链段向膜表面的迁移提高了膜表面的亲水性, 降低了对蛋白质的吸附. 并通过体外血小板粘附试验对膜材料的抗凝血性能进行了评价. 结果表明, 当共聚物膜中w(MPC)＝0.25时, 膜表面吸附的血小板数量明显减少, 共聚物膜表现出良好的抗凝血性能.     

髓鞘碱性蛋白对细胞膜脂质分子DPPC、DPPE单层膜影响机理研究

本文通过Langmuir单层膜的表面压力-平均分子面积(π-A)曲线的测定与分析,分别对髓鞘碱性蛋白(MBP)与细胞膜中不同头部基团脂质分子二棕榈酰基磷脂胆碱(DPPC)和二棕榈酰基磷脂酰乙醇胺(DPPE)在空气/液体界面上的相互作用过程进行了系统研究.实验结果表明:(1)当界面上脂质含量一定时,亚相中随着MBP浓度的增大,DPPC、DPPE单层膜的等温线向平均分子面积较大的方向移动;(2)在单层膜表面压力为10 mN/m时,一个MBP分子分别结合140±3个DPPC分子和100±3个DPPE分子,随着表面压力增大,当MBP分子分别与两种磷脂分子相互作用时,MBP插入到磷脂单层界面的个数逐渐减少;(3)随着蛋白质浓度的增加,脂分子形成的单层膜变得较为疏松,且MBP分子易于插入到分子头部较小的DPPE单层膜中;(4)蛋白质的存在使DPPC单层膜的表面压力逐渐减小,且蛋白质浓度越大表面压力降低越多,DPPC被MBP带入到亚相中越多;(5)对于DPPE单层膜,蛋白质通过与DPPE相互作用插入到界面膜中,引起表面压力增大,且蛋白质浓度越高,压力变化量越大.