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医用高分子材料表面光固定生物分子的研究

作　者: 李赛
导　师: 罗祥林
学　校: 四川大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 光固定脲酶牛血清白蛋白肝素表面改性
分类号: R318.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2001年
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引　用: 5次
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内容摘要

医用高分子材料作为生物医学工程领域中的一个重要研究方向，正在受到越来越多的材料界工作者和临床医生的广泛关注。当医用高分子材料植入到体内时，最先与血液、组织、细胞接触的是材料表面，因此材料表面性质直接影响细胞的吸附、增殖、分化等一系列生物反应。目前较为理想的表面改性方法是接枝具有生理活性的生物分子，使表面形成一个与生物体内环境相近的过渡层，提高其生物相容性。本文将光活性叠氮基分别修饰到脲酶、牛血清白蛋白、肝素上，在紫外条件下将这三种生物分子光固定在医用高分子材料表面。文中讨论了紫外光辐照时间对接枝密度和相对活性的影响，对比了固定前后脲酶的最适反应温度和最适pH值的变化，检验了固定化酶的重复使用次数。利用紫外光谱、荧光光谱技术和Forster模型讨论了叠氮基的修饰对牛血清白蛋白构象的影响；修饰率随着反应时间的延长而增大，16小时后，稳定在15％左右；利用扫描电子显微镜(SEM)观察了光固定牛血清白蛋白后聚氨酯膜的表面形貌。选取了三种脂肪族二胺类作为空间臂将肝素光固定在聚氨酯膜的表面，用血小板黏附实验检测其抗凝血性，实验结果表明，当用1.10-癸二胺为空间臂时，肝素接枝密度为355μg/cm~2，其肝素化聚氨酯的抗凝效果最佳。

全文目录

中文摘要  6-7
英文摘要  7-9
第一章前言  9-17
  1．1 高分子材料表面改性的方法  9
  1．2 光偶联方法的原理及特点  9-12
  1．3 光偶联方法在高分子材料表面改性中的应用  12-16
    1．3．1 光偶联法改善高分子材料表面润滑性、润湿性  12-13
      1．3．1．1 提高高分子材料表面润滑性  12
      1．3．1．2 改善高分子材料表面润湿性  12-13
    1．3．2 光偶联法改善医用高分子材料血液相容性  13-14
    1．3．3 光偶联法改善医用高分子材料的抗菌性  14-15
    1．3．4 光偶联法在制造生物传感器、生物反应器中的应用  15
    1．3．5 光偶联法用于医用高分子材料表面结构的分子设计  15-16
  1．4 小结  16-17
第二章脲酶在PET膜表面的光固定  17-31
  2．1 前言  17-18
  2．2 实验部分  18-22
    2．2．1 试剂和仪器  18-19
      2．2．1．1 试剂  18-19
      2．2．1．2 仪器  19
    2．2．2 有机中间体的合成  19-20
      2．2．2．1 对叠氮基苯甲酸的合成  19
      2．2．2．2 氮羟基琥珀酰亚胺（NHS）的合成  19-20
      2．2．2．3 4-叠氮基苯甲酸N-羟基琥珀酰亚胺活性酯（NABS）的合成  20
    2．2．3 PET膜表面脲酶的光固定化  20-21
      2．2．3．1 光活性脲酶的制备  20
      2．2．3．2 PET膜片的清洗与制备  20-21
      2．2．3．3 固定化脲酶的制备  21
    2．2．4 测试与表征  21-22
      2．2．4．1 脲酶活性检测方法  21
      2．2．4．2 傅立叶变换红外光谱（FTIR）  21
      2．2．4．3 X射线光电子能谱（XPS）  21
      2．2．4．4 重量法测固定化脲酶的接枝密度  21-22
  2．3 结果和讨论  22-30
    2．3．1 脲酶固定化过程的结构表征  22-26
      2．3．1．1 有机中间体的红外光谱  22-24
      2．3．1．2 与活性酯反应前后脲酶的红外光谱比较  24-25
      2．3．1．3 PET膜光固定脲酶的XPS分析  25-26
    2．3．2 影响PET膜表面光固定脲酶的因素  26-30
      2．3．2．1 脲酶与活性酯反应前后的活性比较  26
      2．3．2．2 光固定脲酶的表面接枝密度  26-27
      2．3．2．3 紫外光辐照时间对固定化脲酶活性的影响  27
      2．3．2．4 温度对脲酶活性的影响  27-28
      2．3．2．5 pH值对脲酶活性的影响  28-29
      2．3．2．6 光活性脲酶液浓度对固定化脲酶活性的影响  29
      2．3．2．7 固定化脲酶的重复使用稳定性  29-30
  2．4 小结  30-31
第三章脲酶在聚醚砜膜表面的光固定  31-37
  3．1 前言  31
  3．2 材料和方法  31-32
    3．2．1 材料  31
    3．2．2 实验方法  31-32
      3．2．2．1 聚醚砜膜片的制备  31
      3．2．2．2 光活性脲酶溶液的制备  31-32
      3．2．2．3 光固定脲酶的制备  32
  3．3 结果和讨论  32-36
    3．3．1 光固定脲酶的表面接枝密度  32-33
    3．3．2 紫外光辐照时间对固定化脲酶活性的影响  33
    3．3．3 光活性脲酶液浓度对固定化脲酶活性的影响  33-34
    3．3．4 温度对脲酶活性的影响  34
    3．3．5 pH值对脲酶活性的影响  34-35
    3．3．6 固定化脲酶的重复使用稳定性  35
    3．3．7 固定化脲酶的储存稳定性  35-36
  3．4 小结  36-37
第四章牛血清白蛋白在聚氨酯膜表面的光固定  37-46
  4．1 前言  37
  4．2 实验部分  37-38
    4．2．1 试剂和仪器  37
    4．2．2 活性酯对牛血清白蛋白的修饰  37-38
    4．2．3 修饰率的测定方法  38
    4．2．4 紫外光谱与荧光光谱分析  38
  4．3 结果与讨论  38-45
    4．3．1 BSA修饰前后的红外光谱  38-39
    4．3．2 BSA修饰前后的紫外光谱  39-40
    4．3．3 BSA的修饰率  40-41
    4．3．4 Forster偶级-偶级无辐射能量转移确定活性酯在牛血清白蛋白中的结合位置或区域  41-43
    4．3．5 BSA构象的变化  43-44
    4．3．6 光固定牛血清白蛋白聚氨酯膜的表面形貌  44-45
  4．4 小结  45-46
第五章肝素在聚氨酯膜表面的光固定  46-53
  5．1 前言  46
  5．2 材料和方法  46-48
    5．2．1 材料  46-47
    5．2．2 方法  47-48
      5．2．2．1 聚氨酯膜片的制备  47
      5．2．2．2 对叠氮基苯甲酸和二胺类的反应  47
      5．2．2．3 光活性肝素溶液的制备  47
      5．2．2．4 肝素的光固定  47
      5．2．2．5 肝素溶液标准曲线的绘制  47-48
      5．2．2．6 固定化肝素浓度的测定  48
      5．2．2．7 血小板黏附实验  48
  5．3 结果和讨论  48-52
    5．3．1 对叠氮基苯甲酸和二胺类的反应  48-49
    5．3．2 肝素标准曲线的绘制  49-51
    5．3．3 肝素化聚氨酯表面的血小板黏附  51-52
  5．4 小结  52-53
第六章本文结论  53-54
参考文献  54-60
致谢  60

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