低分子量添加劑對于固定在聚乙烯和聚氯乙烯上的蛋白質(zhì) - 副本

1、低分子量添加劑對于固定在聚乙烯和聚氯乙烯上的蛋白質(zhì)，構(gòu)象，固定強(qiáng)度以及活性的影響摘 要把辣根過氧化物酶（HRP）固定到増塑過和未増塑過的聚氯乙烯和超高分子量聚乙烯之間。20kv的氮等離子體浸沒離子注入被用于促進(jìn)共價固定化和改善表面的潤濕性。表面固定化蛋白是來研究用衰減全反射紅外光譜法測量其與水面夾角的。蛋白質(zhì)洗脫在重復(fù)的十二烷基硫酸鈉（SDS）洗滌是用來評估蛋白酶的固化強(qiáng)度。一些低分子量分子的存在（在溶劑中是塑化劑和助劑，在表面上是未反應(yīng)的單體和吸附性分子）被發(fā)現(xiàn)對于蛋白質(zhì)的固化強(qiáng)度和在PILL處理中未裸露的蛋白質(zhì)的構(gòu)象有重要影響。建立一個維象模型，將低分子量組成，蛋白質(zhì)分子和表面蛋白考慮其中

2、，用來解釋這些現(xiàn)象。引 言生物活性蛋白質(zhì)的表面附著力在許多醫(yī)學(xué)和生物學(xué)應(yīng)用過程中是必不可少的聚合物材料。通常情況下，強(qiáng)的蛋白質(zhì)附著力是可取的，因?yàn)樵S多實(shí)踐要求蛋白質(zhì)在激進(jìn)的條件下保持連接狀態(tài)，正如在洗滌劑或者緩沖劑中的血流。此外，為了擁有最佳的性能，蛋白質(zhì)的構(gòu)象和活性要求致密的表面覆蓋率和長時間的生物穩(wěn)定性。一種獲得蛋白質(zhì)共價鍵和保持聚合物表面蛋白活性的方法是離子束注入法以及將其變異的離子體浸沒離子注入法。離子束注入產(chǎn)生高能離子轟擊聚合物并且使化學(xué)鍵斷裂，濺射原子和電子，使分子處于激發(fā)態(tài)。注入離子的穿透深度取決于聚合物的組成，結(jié)構(gòu)，能量以及所使用離子的類型。這樣處理之后，聚合物表面結(jié)構(gòu)急劇變化

3、而大多數(shù)的聚合物保持不變。這個方法已經(jīng)被證明可以提供強(qiáng)大生物活性的連接酶，在聚乙烯，聚苯乙烯，聚酰胺，聚四氟乙烯上連接辣根過氧化物酶，大豆過氧化物酶和過氧化氫酶等。用來修復(fù)聚合物表面的與蛋白質(zhì)相連的共價鍵被認(rèn)為和蛋白質(zhì)氨基酸側(cè)鏈形成了活躍的自由基，它出現(xiàn)在高能離子轟擊下的聚合物表層中。這項(xiàng)處理技術(shù)之前應(yīng)用于未加添加劑的純聚合物之中。然而，許多聚合物都含有低分子量組分如增塑劑，抗氧化劑，藥物，以及支化聚合物合成反應(yīng)的產(chǎn)物。像致污物和殘留溶劑這樣的低分子量分子四處散開在聚合物表面，可能會改變表面蛋白的活性以及蛋白質(zhì)的附著性能。一種帶有小分子量添加劑的醫(yī)學(xué)相關(guān)聚合物聚氯乙烯，通過鄰苯二甲酸增塑。在聚

4、氯乙烯中添加增塑劑，可以顯著的影響用這種材料制成的醫(yī)療器械的生物相容性。美國食品和藥物管理局和科學(xué)委員會以及歐委會的新識別健康風(fēng)險要求，禁止在醫(yī)用PVC中添加入以DEHP為主的塑化劑。然而，仍然有大量添加塑化劑的PVC廣泛使用于制造醫(yī)療器械中，與此同時，為了滿足醫(yī)療應(yīng)用，仍然使用等離子處理方法改善這些PVC材料的表面性質(zhì)。在這項(xiàng)研究中，我們使用離子束技術(shù)來修改增塑PVC，以及修改在表面上帶有低分子組分的PE。辣根過氧化物蛋白酶被用來評估蛋白質(zhì)附著于表面的性能，包括對構(gòu)象和活性的影響。實(shí)驗(yàn)部分1毫米厚的醫(yī)用PVC，高含量的（2-乙基己基）鄰苯二甲酸酯（DEHP）增塑劑，從McMaster Car

5、r購買的。增塑劑的含量約為40%，并使用傅里葉變換紅外測量。圖1表現(xiàn)了增塑PVC表面能的增塑PVC PIII處理后的時間曲線圖（開放的符號）。觀察PIII處理后的PVC的潤濕性的變化。如表1所示用Owens, Wendt, Rabel, and Kaelble方法通過水和二碘甲烷的表面接觸角來計算表面能。通過測量對PIII的前后處理，然后貯藏4 天后再顯示出來。未經(jīng)處理的PVC的總的表面能的量通過我們的測量計算是45MN/M，其中極性部分1MN / M 。在格魯斯公司數(shù)據(jù)庫的值為38.4 而在弗勞恩霍夫研究所的數(shù)據(jù)庫報道的值為4.2 MN / M。在作為典型的等離子體處理的聚合物表面中一般能量

6、的增加與處理后然后衰變回處理后的初始值。經(jīng)過4天的存儲后得出潤滑性沒有變化因此，PVC表面的親水性隨著PIII處理后成為存儲更多的疏水性時間。而表面能及其分量的動力學(xué)有良好的指數(shù)函數(shù)（圖1）。因?yàn)槭潜砻婺艿臉O性和色散的一部分，而I¥是常數(shù)。當(dāng)表面能量滿后立即PIII處理（I0þ），和有限表面能量混合后，通過過長存儲時間在處理i¥。在動力學(xué)中以潤滑性反轉(zhuǎn)的特征要長時間放在PIII中處理。在通過與表面層的結(jié)構(gòu)變化引起的反應(yīng)觀察在通過PIII處理后的聚乙烯的其存儲時間。同時，這類增塑劑的表面能與返回的表面能回到無法體現(xiàn) PVC的價值。然而，地表能量不完全扭轉(zhuǎn)回來初始值與

7、有限存儲時間而趨于35 MN / M的總能量，32 MN / M為分散的部分，3 MN / M的極性部分。動力學(xué)的表面能與未增塑聚氯乙烯及其組件也應(yīng)安裝好的EQ 1。增塑PVC的指前系數(shù)一樣為22h。對未增塑聚氯乙烯后立即表面能的聚合物材料77.9 NN / M PIII太高的價值可以通過在自由基的存在說明表面層已被觀察PIII處理聚乙烯。表面能是不會衰減的預(yù)處理值與有限存儲時間，但它將停留在61 mN/m（總能量），41 mN/m（色散）和20 MN / M（極性部分）。根據(jù)圖2顯示未經(jīng)處理的PVC的FTIR ATR光譜在2960，2930，2872和2859 cm-1譜線，這對應(yīng)于（CH）在PVC大分子振和1726 cm1 DEHP增塑劑；因此該（CDO在DEHP分子振動的1463 cm-1；因此該（CH）在PVC高