Langmuir-Blodgett方法构建聚合物仿细胞外层膜结构涂层.pdf

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1、第8期高分子学报NO．82014年8月ACTAPOLYMERICASINICAAug．，2014Langmuir-Blodgett方法构建聚合物仿细胞外层膜结构涂层杨珊’宫铭’4宫永宽(陕西师范大学材料科学与工程学院西安710062)(西北大学化学与材料科学学院西安710069)(渭南师范学院化学与生命科学学院渭南714099)(西安科技大学化学与化工学院西安710054)摘要以盖玻片为基质，采用Langmuir—Blodgett(LB)方法制备含磷酰胆碱基团的两亲性无规共聚物聚(2一甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱(MPC)

2、一甲基丙烯酸十八烷基酯(SMA)．-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅(TSMA)(简称PMST)的单层、双层和三层薄膜．薄膜的表面亲疏水性和表面形貌分别用动态接触角(DCA)和原子力显微镜(AFM)进行测试．结果表明，PMST在盖玻片表面形成了致密的膜层，薄膜的致密程度随层数而增加．在水中前进／后退测试DCA过程中，聚合物薄膜在气相／水相界面存在基团的迁移取向，且膜层内会发生交联．双层膜具有仿细胞外层膜结构，单层和三层膜具有反细胞外层膜结构；双层膜的亲水性比单层和三层膜的要好．关键词磷酰胆碱，LB技术，接触角，表面改性，生物材

3、料磷脂双分子层是生物细胞膜的骨架，对于维耐有机溶剂等问题，而聚合物LB膜可能是解决这持生命体的结构和功能起着重要的作用．血些问题的最佳途径。’．到目前为止，尚鲜见到研红细胞外层膜的主要磷脂的亲水头部为磷酰胆碱究PC基聚合物LB薄膜的报道．本文采用含PC基(PC)基团，这是其良好生物相容性的根源．因此，团、十八烷基及三甲氧基硅丙基的两亲性聚甲基丙众多学者研究生物材料的表面PC基改性，以提烯酸酯的无规共聚物PMST，制备仿细胞外层膜结高材料的生物相容性．生物材料表面接枝Pc构的LB膜并研究其表面亲疏水性及形貌．可交联基化合物

4、或聚合物'm以及涂覆Pc基聚基团三甲氧基硅丙基的引入有望进一步提高聚合合物¨是最常见的改性方式．然而，接枝过程物LB膜的稳定性，为仿细胞膜结构涂层的构建与复杂且Pc基团的接枝密度不高；涂覆的方式功能优化提供新途径．有聚合物涂层溶解以及PC基团难以固定在外表1实验部分面的问题．我们合成了一系列不同亲疏水性的含可水解交联三甲氧基基团的PC基无规共聚1．1仪器与试剂物，通过与基材接枝或涂层交联改善了涂层的稳LB膜制备仪(英国Nima科技公司)，定性，可以调控固定仿细胞外层膜结构¨f"’¨]．DCAT21型表面界面张力仪(德国D

5、ataPhysics公两亲性的有机小分子如磷脂’’、脂肪酸司)，NanoScopeIIIa-3243型原子力显微镜(美国酯／盐类等表面活性剂很容易在水表面形成单分子DI公司)，Hs4型精密恒温浴槽(成都仪器厂)，层(Langmuir膜)；通过LB(Langmuir—Blodgett)方UPK—II一5型优普超纯水机(成都超纯科技有限公法将Langmuir膜转移到固体片基上得到层数和结司)，盖玻片(24mm×24mm×0．17mm，上海构不同的LB膜．LB方法是制备两亲性单分子膜最帆船，按照文献[1]的方法洗涤)．有效的方

6、法之一，可以精确控制单分子层的层数、含磷酰胆碱基团的无规共聚物聚(2．甲基丙膜厚度和分子排列的有序性，因而常被用于仿生薄烯酰氧基乙基磷酰胆碱(MPC)．甲基丙烯酸十八膜的制备、化学修饰电极等多方面，”’”．然而，烷基酯(SMA)一-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅有机小分子LB膜存在热稳定性差、机械强度低、不(TSMA)(简称PMST)(结构见图1)按照文献}2013—12—18收稿，2014-01-24修稿；国家自然科学基金(基金号20974087，21374087)、陕西省自然科学基础研究计划(项目号2013JQ2021)

7、和陕西省教育厅科研计划(项目号2013JK0656)资助项目．通讯联系人，E—mail：gongyk@nwu．edu．cadoi：10．11777／j．issnlO00—3304．2014．134578期杨珊等：Langmuir．Blodgett方法构建聚合物仿细胞外层膜结构涂层薯吾岂Fig．2The17"一ACHIVeofPMSTpolymer(20．0oC)min，拉膜速率2mm／min，转移高度l8～20mm．由于盖玻片表面亲水，在片基下降浸入时PMST膜无转移，上升过程中转移第一层到玻璃片基表CH3CH3H3面．

8、然后再下降浸入时转移第二层，再上升时转移,,__}cH『_{cH厂{cH厂{j『第三层膜，这种膜的结构(沉积方式)为Y型¨．为了LB膜的稳定性，每转移一层膜之后等待约10min，待压力稳定后再进行拉膜．拉膜过程可从压力一和面积一时问曲线(图3)上监测．在恒定压力下，转移过程中膜的面积随时间减小表明膜转移成功，如图3中