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生物分子的识别与检测对于人类健康有着很重要的意义,一直以来都是生物医学领域研究的热点问题。利用高分子材料来辅助实现对生物分子的检测有着现实的意义和潜在应用价值。寻找合适的高分子材料作为生物分子的载体是一个基础但是重要的工作。
本文采用无皂乳液聚合的方法合成了核-壳结构的聚合物微球,其核是疏水性的聚苯乙烯,壳层是聚丙烯酰胺、聚(N-异丙基丙烯酰胺)等亲水的聚合物。在聚合过程中加入功能单体丙烯酸琥珀酰亚胺酯,可在壳层引入高活性的琥珀酰亚胺酯,便于固载生物活性分子。使用扫描电镜(SEM),透射电镜(TEM),动态光散射(DLS),红外光谱(FT-IR)等仪器对于核-壳结构微球的结构和形态进行了表征。作为主要研究手段,研究了这种基于壳层带有琥珀酰亚胺酯功能基的“外软内硬”型的聚合物微球的生物分子敏感体系。
以抗原-抗体为模型,利用壳层含有琥珀酰亚胺酯功能基的核-壳结构的P(S-NIPAM-NAS)聚合物微球作为载体,通过化学键联在微球表面固定抗原分子,研究发现,在不同的反应温度时,壳层中具有温度敏感性的聚合物链段的伸展或塌缩,对抗原的结合量有一定的影响。采用同样方法,以P(S-AM-NAS)为载体固定抗原,采用动态光散射技术研究了该微球与抗体相互作用时体系流体力学直径的变化,结果表明,该体系对抗体具有专一性的识别和响应,并且在游离抗原的诱导下,体系具有可逆性。
采用用可逆加成-断裂链转移活性自由基聚合合成了分子量可控的窄分子量分布的线形聚合物聚(N-异丙基丙烯酰胺-co-N-丙烯酸琥珀酰亚胺酯)[P(NIPAM-co-NAS)],研究了它的温敏性和生物素化反应。基于生物素-亲和素的相互作用,加入的亲和素使线形高分子产生较大尺寸的聚集体,使体系的透过率和散射光强发生明显改变。
这两种生物分子敏感体系在生物分子检测,临床诊断以及生物传感器等方面有潜在的应用前景。