基于肽基的抗污染表面的构建及应用

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抗污染表面(Antifouling surface)是指能够有效阻挡油滴、蛋白、细菌等物质非特异性吸附或粘附的表面。多肽类材料由于具有良好的亲水性能,已被广泛应用于抗污染表面的构建中。本文采用多肽类材料进行了抗污染表面的设计和构建,包括将多肽类材料应用到抗油污染表面(PVDF膜)的构建中和将多肽改装为两亲性脂肽再应用到抗蛋白污染表面(SPR芯片)的构建中。对于构建的抗污染表面使用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和接触角测量仪等手段进行表面特性的表征。采用油水分离来检测改性PVDF膜的抗油污染性能,并考察了该改性膜的重复利用性;采用荧光显微镜定性观察修饰芯片对FITC-BSA的吸附情况和SPR定量测定修饰芯片对于BSA和牛奶的吸附情况,从而评价该修饰芯片的抗蛋白污染情况。(1)采用浸涂的方法和聚多巴胺的“粘附”性能将谷胱甘肽(GSH)修饰到PVDF膜表面,获得了具有良好亲水性能的PVDF膜,该膜能够有效抵抗油水分离过程中的油污染问题,并且具有很好的重复利用性。改性后的膜,其表面从疏水性(120.62°)转变为强亲水性(10.21°);纯水通量由0 L﹒m-2﹒h-1增加到9900±562 L﹒m-2﹒h-1;抗BSA率增加到了97.23%;对于油水乳液的分离,通量能保持在1000 L﹒m-2﹒h-1以上,油截留率能够保证在97%以上,通量恢复率能够保证在90%以上,并且重复利用5次时通量依旧可观。(2)将多肽改装为两亲性脂肽,再用钙离子诱导成纤维凝胶,最后将旋涂成膜的方法构建的抗蛋白污染表面和传统的多肽单层自组装法(SAMs)构建的抗蛋白污染表面进行对比,实验证明新的修饰方法构建的表面具有更强的亲水性和更好的抗蛋白污染效果。
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