聚合物表面微图案的构造及蛋白质的区域选择性固定

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1、聚合物表面微图案的构造及蛋白质的区域选择性固定武汉理工大学硕士学位论文聚合物表面微图案的构造及蛋白质的区域选择性固定姓名：姚树寅申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：吴仲岿20100501武汉理工大学硕士学位论文中文摘要微米和纳米尺度上表面性质的微调控和表面结构的微加工在当代科学和技术的发展中扮演着越来越重要的角色，许多现代技术的发展机会都来源于新型微观结构的构筑或现有结构的微型化。材料表面性质的微调控和结构的微加工可以利用表面微图案化技术实现，通过在材料表面构筑微图案结构，材料表面的粘附、摩擦等与分子间作用力和表面拓扑结构相关的性质都可以得到控制。表面图案化技术在很多领域都有着

2、广阔的应用前景。在微电子领域，图案化表面能够用作磁性存储介质材料；在传感器领域，微图案化技术可以大大缩小传感器的结构，提高其信噪比和灵敏度，并降低检出限量。在生物领域，表面微图案化技术可以用于控制生物分子的空间分布，实现生物分子在纳微米区域内的固定，这对于研究少数甚至单个生物分子的行为具有重要的意义。因此，如何实现材料表面的微图案化，使生物分子固定在纳微米级的目标区域以构筑生物分子微图案，成为当今的一个研究热点。本文选择了具有广阔应用前景的高分子材料聚对苯二甲酸7,--醇酯，PET作为构筑表面图案的基材，通过自组装单分子膜使材料表面功能化，以172nm真空紫外光刻技术对表面性质进行微调控

3、，利用表面性质的差异诱导蛋白质的区域选择性吸附，进而构筑生物分子微图案。主要内容如下：照后，形成亲水性的羟基化活性表面，为氨基硅氧烷分子的自组装成膜提供了基础。利用化学气相沉积法沉积自组装单分子膜后，基材表面性质发生了变化。水接触角、茚三酮显色、X射线光电子能谱的检测结果表明：氨基自组装单分子膜沉积在了真空紫外光照处理后的材料表面。2．以172rim真空紫外光刻形成图案化的表面。光刻结果用扫描电子显微镜和原子力显微镜进行表征，结果表明：经过真空紫外光照后，基材表面可以形成与所用掩膜形状相同的微图案。3．在官能化的微图案表面选择性吸附蛋白质生物分子。沉积单分子膜后，利用表面的活性氨基继续反

4、应，在表面接枝上能够排斥蛋白的聚7,--醇PEG分子，然后以172rim真空紫外光刻，形成区域官能化的微图案。经过真空紫外光刻后，样品表面的不同区域会呈现不同性质，有PEG分子存在的区域会排斥蛋白质，而另外的区域则能够吸附蛋白质。荧光蛋白吸附实验后，激光共聚焦显微镜观察结果显示：在图案化的基材表面，可以观察到荧光图案。这一结果证明，武汉理工大学硕士学位论文真空紫外光刻后，蛋白质在基材表面的吸附呈现区域选择性，可以形成蛋白质图案。本文通过自组装单分子膜和真空紫外光刻技术在高分子材料表面构筑了官能化微图案，并在图案化表面选择性吸附了蛋白质分子。这一研究为生物分子的区域选择性固定提供了一个新的

5、选择。关键词：微图案，自组装单分子膜，真空紫外光刻，蛋白图案Ⅱ武汉理工大学硕士学位论文AbstractofsurfaceandmicrostructurefabricationNowadays，microcontrolpropertieswithinmicro??ornanoscaledareasanroleintheplaysincreasinglyimportantofscienceandlotofrootinthefabricationofdevelopmenttechnology．Atechnologiesmicrostructureorminiaturizationofconf

6、iguration．new―styleexistingbeusedinsurfaceandcouldmicrocontrolMicropatterning，whichpropertiesmicrostructurealsobeusedinthecontrolofsurfacefabrication，couldpropertiesrelatedwithintermoleculeforceandsurfaceandofmaterialsin．friction．Surfacemicropatterningshows．anexpansiveprospectmanyfields．Inmicroel

7、ectronmaterialsCallbeusedasfield，surfacepatternedMagneticmedia．Inbiosensorofthecouldbeminifiedwithrealm，frameworkstorageapparatusthisSNRandcouldberisedandthedetectionlimitwouldsensitivitytechnology,thebereducedgreatly．