环境敏感性高分子修饰的功能材料表面对蛋白质吸附的调控

蛋白质与基质间的相互作用，以及这种相互作用对生物信号变化的响应是生命活动和生物功能的核心过程之一。蛋白质与基质间的相互作用可直接表现为蛋白质在与之相接触表面上的吸附量、构象、形态的变化。因此，研究蛋白质与生物功能材料表面的相互作用，揭示这种作用对功能材料表面特性变化的响应，以及对蛋白质吸附行为的影响是生物材料领域重要的前沿课题，具有十分重要的基础研究价值。在本项目中我们提出基于聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAAm）及其嵌段共聚物，构建环境敏感性高分子的功能材料表面，模仿活性生物基质对生物信号的响应性变化，研究蛋白质与该功能材料表面的相互作用、环境刺激下功能材料表面特性的响应性变化对蛋白质吸附的影响，以调控特异性蛋白质在表面的吸附。本项目的研究可为新型生物智能界面材料、生物传感器及微流道装置的设计等提供足可借鉴的基础研究结果。

蛋白质与生物材料表面的相互作用，以及这种相互作用对生物信号变化的响应是生命活动和生物功能的核心过程之一。因此，研究蛋白质与生物材料表面的相互作用，揭示这种作用对材料表面特性变化的响应，进而实现对蛋白质吸附行为的调控在生物材料领域具有重要的基础研究和实际应用价值。环境敏感性表面能够响应外部环境条件的变化，其表面性质具有“开关性”和“可逆性”的特点。本项目主要构建了基于环境敏感性高分子（如聚（N-异丙基丙烯酰胺）（PNIPAAm））及其共聚物修饰的功能材料表面，通过模仿活性生物基质对生物信号的响应性变化，研究蛋白质与该功能材料表面的相互作用、环境刺激下功能材料表面特性的响应性变化对蛋白质吸附的影响，以调控特异性蛋白质在表面的吸附。.首先，通过不同的合成手段制备了一系列PNIPAAm改性表面，并研究了聚合物层厚度、温度的变化对蛋白质在改性表面上吸附情况的影响，进一步设计并制备了一系列含环境敏感性聚合物的双嵌段共聚物改性表面，并研究了其与蛋白质和细胞之间的相互作用。最后，在具有纳米拓扑结构的硅纳米线阵列（SiNWAs）表面接枝具有不同环境响应性的聚合物以赋予其特殊的生物学效应，研究改性表面浸润性、蛋白质吸附以及细菌粘附的环境敏感性行为。本工作为设计新型生物材料，实现蛋白质在材料表面吸附的控制提供了实验依据和理论指导。在影响因子大于3的期刊上已发表或接受论文22篇。