类肽聚合物涂层的制备及在蛋白质分离分析中的应用

Seeking for a sort of polymer coating, which possesses not only the high protein-resistant property and the stability under the aqueous condition, but also the simple preparation method as well, is the one of the most important problems on protein separation and analysis by using capillary electrophoresis. In this project, poly(2-oxazoline)(POX) and derivatives with different topographical structure contained determinate functional groups will be synthesized by using cationic polymerization combined with controlled radical polymerization and click chemistry. The prepared polymer will be immobilized onto material surfaces through polydopamine(PDA) anchored coating to form polymer coatings. In which the POX has a strong stability and high protein-resistant property due to its peptidomimetic structure; and PDA can attach to all types of material surface under aqueous environment. The relations between hydrophilicity, composition, structure, and protein-resistant property of the coatings will be investigated through electron spectroscopy,water contact angle, quartz crystal microbalance with dissipation, and the surface plasma resonance. Based on above studies, POX will be immobilized onto the capillary inner surface through PDA anchored coating to form polymer coating. The mechanism of the coating stability and protein-resistant property will be proposed in this kind of confined space like capillary. From this work, we will find a new way for the preparation of the capillary inner surface coating and protein separation.

寻求能阻抗蛋白质吸附、潮湿条件下仍然稳定且制备简单的聚合物涂层一直是毛细管电泳分离分析蛋白质的重要课题之一。本项目结合阳离子、可控自由基聚合及点击化学的方法，合成含有功能基团且功能基团数目可控的不同拓扑结构的2-噁唑啉类聚合物(POX)，然后通过聚多巴（PDA）将其接在材料表面形成涂层，涂层中POX因其类肽结构而具有很好的稳定性和抗蛋白质吸附功能，而PDA在潮湿的环境下仍然对各种材料表面具有极强的黏附性。通过接触角、电子能谱、石英晶体微天平及表面等离子体共振谱等研究涂层的亲水性、组成、结构和抗蛋白质吸附之间的关系，然后以此研究为基础将POX通过PDA接在毛细管内壁形成涂层，通过电渗流、蛋白质恢复率、蛋白质的分离度等的测量，结合毛细管内壁涂层结构及上述抗蛋白质吸附的研究结果，揭示毛细管这种受限空间内涂层的稳定机理及抗蛋白质吸附机理，为毛细管涂层的制备及蛋白质的分离提供一种新的途径。

寻求能阻抗蛋白质吸附、潮湿条件下仍然稳定且制备简单的聚合物涂层一直是毛细管电泳分离分析蛋白质的重要课题之一。本项目结合阳离子、自由基聚合等方法，合成了含有功能基团且数目可控的不同拓扑结构的2-噁唑啉类聚合物(POX)，然后通过聚多巴胺（PDA）将其接在材料表面形成涂层。研究了涂层的亲水性、组成、结构和抗蛋白质吸附之间的关系。然后以此为基础将POX通过PDA接在毛细管内壁形成涂层，研究了涂层的稳定机理及抗蛋白质吸附机理，为毛细管涂层的制备及蛋白质的分离提供了一种新的途径。具体工作如下：.1. 合成了一系列结构明确，具有不同聚（2-甲基-2-噁唑啉）（PMOXA）接枝率和链长的多臂星形超支化聚乙烯亚胺接枝聚（2-甲基-2-噁唑啉） (PEI-g-PMOXA)。通过多巴胺（DA）辅助共沉积法，快速制备了PEI-g-PMOXA /PDA涂层。结果表明，基于PMOXA的抗污涂层比相同结构下的PEG抗污涂层在长期应用中表现出较好的稳定性。随后制备了PEI-g-PMOXA/PDA涂层毛细管，并将其用于前沿分析毛细管电泳（FACE）法测定对乙酰氨基酚（APAP）与牛血清白蛋白（BSA）的相互作用参数。.2. 利用PMOXA部分水解产物（PMOXA-EI）的仲胺和DA之间的相互作用，得到了PMOXA-EI/PDA涂层，实现了对无机和有机材料（硅片、玻璃片、硅橡胶）表面的改性；同时通过电化学氧化使PMOXA-EI和DA在316L不锈钢表面形成稳定的涂层，人类脐静脉细胞(HUVECS)在这种涂层上的迁移和增殖也得到了大大提高。进一步将DA和PMOXA-EI一步共沉积在毛细管内壁，得到了PMOXA-EI/PDA涂层毛细管。结果表明此涂层毛细管可对奶粉中的三聚氰胺进行高灵敏度的检测。.3. 通过自由基聚合合成了一系列由2-甲基-2-噁唑啉大分子单体和甲基丙烯酸缩水甘油酯组成的无规共聚物(PMOXA-r-GMA)，然后通过一步加热法将PMOXA-r-GMA涂覆在玻璃/硅片的表面。这种涂层能很好地阻抗牛血清蛋白、细菌、血小板的粘附，并且在较长的时间内具有良好的稳定性。通过此法得到的PMOXA-r-GMA涂层毛细管，可定量检测婴幼儿奶粉中的乳铁蛋白。.4. 进行了基于类肽聚合物-PMOXA的涂层制备方法的研究；研究了本项目中所使用的黏附层-聚多巴胺在抗污涂层中的功能。