聚(N-异丙基丙烯酰胺)基共聚物结构对抗蛋白吸附性能的影响

背景:阻抗非特异性蛋白吸附是材料具备生物相容性的关键,赋予人造材料生物相容性的重要方法之一是表面预吸附亲水聚合物以阻断蛋白吸附。目的:以聚苯乙烯微球为疏水基材,考察基于聚异丙基丙烯酰胺的两亲梳状嵌段共聚物在表面的预吸附及其抗蛋白(溶菌酶)吸附效果。分析共聚物结构如亲水性聚乙烯基吡咯烷酮或聚氧化乙烯梳状支链链长和数量对蛋白阻抗性能的影响。设计、时间及地点:观察实验,于2007-11/2008-11在北京化工大学材料科学与工程学院完成。材料:以单分散聚苯乙烯微球作为模拟疏水材料表面;以溶菌酶为蛋白模型。方法:①定性分析:在聚苯乙烯微球水介质悬浮液(0.1g/L)中加入聚异丙基丙烯酰胺基水溶性共聚物(0.1g/L),使微球在室温下预吸附聚合物24h以形成亲水层,然后与溶菌酶混合(0.1g/L),在37℃下恒温24h后测定微球表观粒径和悬浮液浊度,并通过微球凝并和絮凝状况考察共聚物的蛋白吸附程度。②蛋白吸附定量分析:采用高速离心(15000r/min)法从含溶菌酶蛋白的聚苯乙烯悬浮液中分离出上清液,用紫外(280nm)分光光度法测定经聚苯乙烯微球表面吸附后,液相蛋白质量浓度的下降值,由此推算蛋白在聚苯乙烯表面的吸附量。主要观察指标:聚苯乙烯微球的表观粒径和凝并微球的表观粒径;微球悬浮液和蛋白溶液混合物的浊度、水相残余蛋白质量浓度。结果:①37℃下未经预吸附改性的聚苯乙烯微球与溶菌酶接触后,因蛋白在聚苯乙烯表面吸附导致悬浮液发生絮凝、浊度显著下降的现象,原始聚苯乙烯表面蛋白吸附量达25.5mg/m2。②经聚异丙基丙烯酰胺基两亲梳状共聚物预吸附改性聚苯乙烯后,共聚物表面蛋白吸附量显著降低,因而悬浮液未出现絮凝而仅有轻度凝并。结论:①在聚苯乙烯微球表面预吸附聚异丙基丙烯酰胺基两亲梳状嵌段共聚物可抑制蛋白在聚苯乙烯表面吸附。②共聚物的结构对其抗蛋白吸附性能有显著影响。共聚物中适量的亲水支链单元(VP或EO)可获得良好蛋白阻抗性能,但是过多的亲水支链会造成预吸附层不稳定,不利于抗蛋白吸附。

金属酚醛/两性离子聚合物涂层聚丙烯补片的制备及其抗蛋白吸附性能

为将亲水两性离子材料与惰性聚丙烯(PP)补片有效结合,降低蛋白质在补片表面的吸附,利用三价铁离子和单宁酸(TA)层层自组装的金属酚醛网络(MPN),介导聚羧酸甜菜碱甲基丙烯酸酯(PCBMA)固定在PP补片上,对该改性涂层补片的微观形貌、表面成分、接触角、表面电位、力学性能、抗蛋白吸附性能和细胞毒性进行表征与分析。结果表明:MPN可将PCBMA均匀固定在单丝表面,改变补片的表面化学组成;PCBMA-Fe/TA涂层将PP表面的水接触角降低至37°,表面电位由-55.7 mV提高到-5.14 mV;涂层不影响PP补片的力学性能,并为补片带来了显著的抗蛋白吸附效果;改性补片的相对细胞活力达到89%,表现出良好的生物相容性。研究结果有望为惰性医疗器械的抗污改性提供参考。

抗蛋白吸附材料及其在海洋防污领域的应用前景

综述了抗蛋白吸附材料的种类及其抗蛋白吸附机制,分析了海生物污损发生过程中蛋白吸附的作用,展望了抗蛋白吸附材料在海洋防污领域的应用前景。

DMA-MPC共聚物亲水改性PES膜及抗蛋白吸附性能研究

蛋白污染严重制约着聚醚砜(PES)膜的实际应用,提高膜表面的亲水性是降低蛋白吸附现象的有效方法.在等离子体处理PES膜的表面进行了一步沉积接枝聚-多巴胺甲基丙烯酰胺-2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱(DMA-MPC),然后考察了改性膜的亲水性与抗污染性.研究结果表明,经过等离子处理,使PES膜表面增加了含胺基的反应位点,其与DMA-MPC反应后形成稳定的共价键,在最优改性条件下PES改性膜的水接触角可降至37.7°±1°,在保持牛血清蛋白(BSA)高截留率的同时,通量提高至1060±30 L/(m^(2)·h·MPa),通量保持率从47%±1%提高至73%±1%.改性膜在循环测试中展现出优异的稳定性,为减少PES膜表面蛋白吸附提供了新的方法.

多巴胺端基聚磺基甜菜碱的表面改性及其表面抗蛋白吸附性能

将具有黏附性的多巴胺基团和具有亲水抗污性的聚甲基丙烯酸磺基甜菜碱(PSBMA)结合,利用原子转移自由基聚合方法合成了多巴胺(DOPA)端基修饰的两性离子聚合物DOPA-PSBMA,并且通过简便的聚合物溶液浸涂方式对硅片进行表面改性。研究发现,DOPA-PSBMA具有温度响应性,其高临界溶解温度(UCST)为22~35℃;该聚合物可通过溶液自组装有效黏附于硅片表面,且在37℃和4℃时,改性硅片均具有良好的抗蛋白吸附性能,说明温度对DOPA-PSBMA改性表面的抗蛋白吸附性能基本无影响。

抗蛋白吸附PLLA-MPEG微绒毛膜的制备

在左旋聚乳酸(PLLA)膜上采用朗格缪尔-布洛杰特(LB)技术、浇铸和化学接枝的方法制备了左旋聚乳酸-甲基端聚乙二醇(PLLA-MPEG)共聚物微绒毛膜。通过原子力显微镜(AFM)和水接触角测量等方法考察了制备方法及条件对绒毛层性能的影响,对绒毛层的亲水性、稳定性和抗蛋白吸附性能进行了对比分析。结果表明:通过这3种方法均能获得较亲水的抗蛋白吸附表面。PLLA-MPEG单分子LB微绒毛必须在热水中处理后才能牢固地黏附于PLLA膜上;浇铸的PLLA-MPEG成膜性好,但遇水易脱落,稳定性差;紫外光催化接枝的微绒毛制备简便、铆接牢固,可用于医疗器械或生物埋置材料的表面修饰。

玻璃基底表面抗蛋白吸附膜的制备及性能测试

通过分子自组装技术和原子转移自由基聚合方法(ATRP)在玻璃基底表面分别制备了不同的抗蛋白吸附膜,采用接触角测量,光波导模式谱仪和荧光标记蛋白的吸附对膜表面性能进行了测试。结果表明,两种方式形成的3种抗蛋白吸附膜能够阻止绝大部分的蛋白吸附,其中ATRP方式形成的聚乙二醇(PEG)膜表面其抗蛋白吸附性能略优于自组装膜,而磺酸基甜菜碱—异丁烯酸(SBMA)形成的聚合物刷相比于PEG具有更好的抗蛋白吸附能力。

聚磺酸甜菜碱功能化金纳米粒子的抗蛋白吸附

针对金纳米粒子(GNPs)在体内吸附蛋白质从而引起生物相容性的问题,通过两性离子聚合物表面修饰来提高金纳米粒子的抗蛋白吸附性能。通过可逆加成断裂链转移聚合(RAFT)制备了聚磺酸甜菜碱(PSBMA),并利用巯基与金之间的强耦合作用获得了PSBMA修饰的金纳米粒子PSBMA-@-GNPs。利用UVvis光谱、动态光散射(DLS)和透射电镜(TEM)证实了PSBMA-@-GNPs的核-壳纳米结构。以牛血清白蛋白(BSA)为蛋白模型,对比了GNPs、PEG-@-GNPs和PSBMA-@-GNPs对BSA的吸附性能。研究结果表明:由于表面PSBMA特殊的聚合物长链和两性离子结构,大大降低了GNPs的蛋白吸附。

抗蛋白吸附性口腔树脂研究进展

树脂材料以其优良的美学性能、粘结性能,被广泛应用于口腔临床治疗之中。然而其相对粗糙和疏水的表面容易吸附唾液蛋白,继而形成菌斑,进一步引起继发龋、牙周炎、义齿性口炎等疾病。近年来,探索具有抗蛋白吸附的树脂材料成为口腔材料研究领域的热点。因此,本文将对其抗吸附机理、材料种类、应用方式等作一综述。

不同取代度阳离子淀粉包覆的聚合物NPs制备和抗蛋白吸附性能研究

本文以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CHPTMA)为阳离子醚化剂,CS-8淀粉为原料,微波干法制得季铵型阳离子淀粉。然后通过乳液聚合的方式,合成不同取代度阳离子淀粉包覆的聚(甲基丙烯酸甲酯)纳米粒子(STMM NPS)。红外光谱证明醚化剂3-氯-2羟丙基三甲基氯化铵(CHPTMA)成功的接在纳米粒子(STMM NPS)上。元素分析结果说明醚化后的淀粉中N元素的含量明显增加。通过STMM NPs加入胎牛血清(FBS)蛋白前后粒径变化以及聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)实验,证明不同电荷的STMM NPS抗蛋白吸附能力,不会随着ζ电位变化而变化。

分离膜抗蛋白吸附改性的研究进展

膜分离技术可广泛应用于制糖、食品饮料、生物制药以及废水处理等多个领域,然而蛋白吸附导致分离膜的污染问题严重限制分离膜的应用。就近几年国内外在分离膜抗蛋白吸附领域的研究进展进行综述,并对分离膜未来的发展趋势进行展望。研究表明:分离膜的抗蛋白吸附能延长膜寿命,提高稳定性,通过共混法、表面接枝法和表面涂覆法,能有效地提高分离膜的抗蛋白吸附性能。分离膜的抗蛋白吸附改性方法仍需深入探索。

CMC-MMA-AA纳米乳液的制备及其抗蛋白质吸附性能的研究

本文以羧甲基纤维素(CMC)为乳化剂,甲基丙烯酸甲酯(MMA)和丙烯酸(AA)为单体,H_(2)O_(2)+Fe^(2+)为引发剂,采用乳液聚合技术制备了CMC-MMA-AA纳米乳液。通过SEM、DLS、TG、IR对乳胶粒的理化性质进行表征,并采用BLI、SDS-PAGE等方法验证纳米粒子的抗蛋白质吸附性能。结果表明:使用羧甲基纤维素包被后的聚甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸纳米粒子粒径大小均一,粒径分布较窄,且具备良好的抗蛋白质吸附性能。

Ti_(3)C_(2)Tx MXene抗蛋白质吸附的分子模拟

为阐明Ti_(3)C_(2)Tx MXene抗蛋白质的吸附机理,以分子动力学模拟为手段,设计了常见的几种蛋白质(β2微球蛋白、人血清蛋白(HSA)、牛血清蛋白(BSA)和溶菌酶)在水相里的动力学行为,作为蛋白质吸附模型参考系,系统地探究了Ti_(3)C_(2)O_(2)、Ti_(3)C_(2)(COOH)(OH)_(3)、Ti_(3)C_(2)(NH_(2))_(2)、Ti_(3)C_(2)(COOH)_(2)和Ti_(3)C_(2)(OH)_(2)MXene等5种表面官能团性质不同的Ti_(3)C_(2)Tx MXene对蛋白质构象的影响。结果表明:将参考系和上述5种Ti_(3)C_(2)Tx MXene表面的均方根位移和均方根波动进行比较,发现偏差幅度均在0.5 nm以内,说明这些蛋白质在Ti_(3)C_(2)Tx MXene的表面保留着天然构象,其中,Ti_(3)C_(2)(OH)_(2)MXene和Ti_(3)C_(2)(COOH)2 MXene因其亲水性最好,对蛋白质形变的影响最小;模拟过程中牛血清蛋白和Ti_(3)C_(2)O_(2)的质心距离始终保持恒定(3.5 nm),Ti_(3)C_(2)O_(2)/PVDF膜的BSA吸附量从纯PVDF膜的65μg/cm^(2)降低到28μg/cm^(2),说明Ti_(3)C_(2)Tx MXene具有显著的抗蛋白吸附特性;此外,模拟结果还从原子水平展示了抗蛋白质实验过程中Ti_(3)C_(2)Tx MXene通过水化层的空间位阻效应减少了对蛋白质的吸附。

活体微电极抗蛋白质吸附的研究进展

活体电化学分析方法是利用微电极植入特定脑区原位监测脑内神经化学物质动态变化的方法之一,具有高时空分辨率、高灵敏度、对脑组织损伤小等优点。然而,微电极的植入会引发机体产生一系列的排异反应,这将对微电极的电分析性能产生不利影响。一方面,蛋白质的非特异性吸附会导致微电极的灵敏度和选择性下降;另一方面,蛋白质介导的细胞粘附,其代谢过程会导致电极周围的微化学环境改变,从而影响微电极对神经化学物质检测的准确性。最终,电极表面上形成的纤维囊会阻碍电子(电荷)的转移,导致微电极无法正常工作。本文首先简要介绍了蛋白质非特异性吸附对电极电化学性能的影响,以及近年来发展的电极抗蛋白质吸附的方法和策略,对活体原位电化学分析中抗蛋白质吸附的研究进展做评综述,并对活体微电极抗蛋白质吸附存在的问题及未来的发展进行了总结和展望。

一种新型硅胶胃管表面涂层材料吸附性能测试与应用

为提高胃管硅胶材料的舒适性,以壳聚糖和硫酸软骨素为主要原材料,制备一种用于普通硅胶胃管表面的涂层材料,并对这种新型硅胶材料的性能和临床应用效果进行验证。结果表明:当紫外固化时间为20 min时,新型硅胶胃管涂层材料的表面粗糙度为22.3 mm,表面接触角为23.4°,血清白蛋白的吸附量降低77.67%,纤维蛋白吸附量降低62.33%;将该涂层材料用于硅胶胃管表面,可降低患者胃管脱管和压力性损伤发生率,并提高患者满意度。该新型硅胶胃管表面涂层材料具备优异的亲水性能和抗蛋白吸附性能,能减轻患者疼痛,提高传统硅胶胃管的舒适性。

甲状腺相关眼病泪液α1-抗胰蛋白酶的表达量及临床意义

目的·探索甲状腺相关眼病(thyroid-associated ophthalmopathy,TAO)泪液中α1-抗胰蛋白酶(α1-antitrypsin,α1-AT)的表达量及其临床意义。方法·纳入2019年1—12月就诊于上海交通大学医学院附属第九人民医院的30例TAO患者共55只患眼,分为TAO活动期组(n=33)和TAO静止期组(n=22)。同期纳入30例健康志愿者30只眼为健康对照组(n=30)。采集全部研究对象的非刺激性泪液,用酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)测定泪液中α1-AT的浓度。3组间浓度差异采用Kruskal-Wallis H检验,进一步的组间比较采用Mann-Whitney U检验,α1-AT浓度与临床活动性评分(clinical activity score,CAS)的相关性采用Spearman相关分析。P<0.05为差异有统计学意义。结果·TAO活动期组的泪液中α1-AT水平明显高于TAO静止期组与健康对照组(均P<0.05),TAO静止期组与健康对照组组间差异无统计学意义。TAO患者泪液α1-AT浓度与CAS评分呈显著正相关(r=0.846,P=0.000)。接受者操作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC curve)表明,α1-AT浓度939.48ng/mL作为临界值诊断TAO活动性,有较高的诊断价值(AUC=0.959,P<0.05),敏感度为81.8%,特异度为100%。结论·TAO活动期泪液α1-AT浓度显著上升,泪液α1-AT水平可作为评估TAO活动性分期的有效指标。

双亲性氟化ABC型三嵌段共聚物的制备及抗污性能研究

利用原子转移自由基聚合制备了一系列两亲性氟化ABC型三嵌段共聚物mPEG-b-PMMA-b-PFMA,并对其组成进行了分析.通过调节本体氟含量和热处理改变涂层表面组成,利用X射线光电子能谱考察了涂层表面组成与人纤维蛋白原（HFg）吸附量的关系.结果表明,表面引入含氟组分后,共聚物呈现出良好的抗蛋白质吸附性能;当共聚物中含氟单体的摩尔分数达到5.98％时,样品表面HFg吸附量最小,氮含量只有0.7％,相比于PMMA表面几乎没有吸附.增加亲水部分或含氟组分的含量,HFg吸附量增加.当涂层表面组成中亲水部分EO含量在8％～12％,含氟基团含量为10％～30％时,表面氮含量低于1.5％,对HFg的阻抗吸附效果较好.

交联剂对PVDF-g-PACMO共聚物膜抗污染性的影响

为了增强聚偏氟乙烯接枝丙烯酰吗啉(PVDF-g-PACMO)共聚物膜的抗蛋白质吸附性能,在共聚物合成时加入交联剂乙二醇二甲基丙烯酸酯(EGDMA)。采用液-液相分离方法制备一系列EGDMA含量不同的共聚物膜,并研究交联剂的含量对共聚物膜抗蛋白质吸附性能的影响。FT-IR测试表明含有EGDMA的共聚物已成功合成。XPS、SEM、接触角、静态蛋白吸附以及渗透实验表明随着共聚物膜中交联剂EGDMA含量的增加,PACMO更容易向膜表面偏析,膜孔数量增多,亲水性提高,静态蛋白吸附量下降,纯水通量提高,总污染指数下降,可逆污染指数提高,不可逆污染指数下降。结果表明交联剂EGDMA可以显著增强PVDF-g-PACMO共聚物膜的抗蛋白质吸附性能。

聚(2-甲基-2-[口恶]唑啉)在毛细管电泳分离蛋白质中的应用

毛细管电泳作为一种常见的液相分离技术,因其分析速度快、分离效率高、样品消耗量少等特点,在蛋白质分离分析领域有广泛应用。然而,常用的熔融硅毛细管容易吸附蛋白质,导致电渗流不稳定,分离结果重现性变差;此外,商用毛细管电泳中常用的紫外检测器由于光程短,使得毛细管电泳的检测灵敏度往往不能达到低丰度蛋白质的直接分析要求。因此寻找能够阻止蛋白质吸附、同时能够提高检测灵敏度的涂层是毛细管电泳分离分析蛋白质的重要课题之一。聚(2-甲基-2-[口恶]唑啉)(PMOXA)作为一种类肽类亲水性聚合物,具有与抗蛋白质吸附聚合物聚乙二醇类似的亲水性、抗蛋白质吸附性和生物相容性,而且其类肽结构使之具有较聚乙二醇更好的稳定性,因此近年来在生物质传递、药物载体和阻抗蛋白质吸附等领域得到越来越多的应用。该文主要从两个方面对聚(2-甲基-2-[口恶]唑啉)在毛细管电泳中的应用进行了阐述。一是利用多巴胺作为黏合层将其涂覆在毛细管内壁作为抗蛋白质吸附涂层,这种涂层不仅能成功分离多种蛋白质的混合物(如溶菌酶、细胞色素C、核糖核酸酶A和α-胰凝乳蛋白酶原A),而且在定量检测奶粉中三聚氰胺、乳铁蛋白的过程中,能阻抗其他蛋白质的非特异性吸附,提高了毛细管电泳对奶粉中三聚氰胺、乳铁蛋白的检测效率。二是将其与具有刺激响应性的聚合物(如聚丙烯酸)构成二元混合刷涂层,在一定的pH和离子强度条件下,涂层可吸附目标蛋白质(如牛血清白蛋白、溶菌酶),在另一pH和离子强度条件下可将吸附的目标蛋白质全部释放,同时在释放过程中,处于涂层表面的聚(2-甲基-2-[口恶]唑啉)会进一步阻止蛋白质的吸附,释放的蛋白质在电渗流和电泳的双重作用下快速迁移,到达检测器的蛋白质瞬时浓度大大增加,使目标蛋白质得到富集,目标蛋白质的检测信号得到放大,从而达到了提高低丰度蛋白质检测灵敏度的目的。此外,该文还对聚(2-甲基-2-[口恶]唑啉)在毛细管电泳分离蛋白质中的未来发展趋势进行了展望。

可持续抗非特异性蛋白质吸附的凝血酶响应型水凝胶涂层

仿生人体血液系统抗凝机制,在异体材料表面构建兼具生物惰性和响应性抗凝活性的涂层,是解决血液接触类器械在应用过程中引发血栓生成的理想路径.为此,本研究设计了一种能够持续性抗非特异性蛋白吸附并可特异性抑制血栓形成的凝血酶响应性水凝胶涂层.该涂层以聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)为主要骨架成分,结合凝血酶底物多肽交联剂(Pep)和纤溶活性分子——组织型纤溶酶原激活剂(t-PA),经光致交联固定在基材表面.在血液环境中,涂层能够有效保持抗非特异性蛋白吸附的性能.而在血栓形成条件下,凝血酶触发水凝胶缓慢降解,释放t-PA分子,从而激发血液系统的纤溶功能溶解初生血栓.更有意义的是,降解后的水凝胶涂层能够保持基本骨架并仍具有抗蛋白吸附性能.本研究为优化和完善植介入器械抗血栓策略提供了新的思路.