玻璃载体表面修饰方法及结构表征

论文摘要

本论文利用分子自组装技术（SAMs）采用硅烷偶联剂（KH550）对玻璃基片进行表面改性处理，研究了预处理实验条件和硅烷偶联剂自组装条件对生物固定化效果的影响，用以提高玻璃基片表面对牛血清蛋白酶的固定能力。实验研究预处理溶液种类、溶液浓度及处理时间对玻璃基片接触角的影响。玻璃基片在不同碱溶液中进行预处理，测量接触角发现，在各种碱溶液中NaOH溶液对玻璃基片的处理效果最显著，处理之后基片的接触角达到5°；玻璃基片在浓度质量分数为10%～25%的NaOH溶液中进行处理，对比接触角发现，接触角随溶液浓度的升高而降低，当浓度质量分数为25%时，接触角达到最小值4°；在浓度质量分数为25%的NaOH溶液中对玻璃基片处理10min～150min，发现接触角随处理时间的增长而降低，当预处理30min时接触角达到最小值6°，之后接触角不再随时间变化而变化。硅烷偶联剂（KH550）的浓度及处理时间两个条件对玻璃基片表面性能的影响。经预处理的玻璃基片经不同浓度质量分数为1%～15%的硅烷偶联剂（KH550）溶液处理，测得玻璃基片的接触角随浓度的增加先增大后降低，当硅烷偶联剂（KH550）浓度质量分数为3%时接触角达到最大的74°；经浓度质量分数为3%的硅烷偶联剂（KH550）溶液处理1min～120min，发现接触角随处理时间的增大先增大后减小，当处理10min时接触角达到最大的72°。自组装过程显著改善了玻璃基片表面的亲水特性，使基片表面由亲水性变为疏水性。用牛血清蛋白酶研究预处理和自组装过程对生物固定化性能的影响。经预处理和自组装的玻璃基片放入牛血清蛋白酶溶液中处理不同固定化时间1h～4h，测得牛血清蛋白酶溶液的吸光度随固定化时间增大到3h，吸光度增大到最大值0.08A。通过对比空白片表面固定生物分子和经过预处理、自组装处理后固定生物分子的红外光谱图发现，经过预处理和自组装处理之后，玻璃基片表面生物分子的固定量显著增加，说明预处理和自组装过程能提高玻璃基片表面生物分子的固定能力。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 第二章 文献综述
• 2.1 当前研究动态
• 2.1.1 玻璃表面改性方法的发展现状
• 2.1.2 当今自组装分子膜的制备方法
• 2.1.3 生物固定化技术的应用现状
• 2.2 分子自组装技术
• 2.2.1 分子自组装技术简介
• 2.2.2 分子自组装技术的基本原理
• 2.2.3 玻璃表面分子自组装技术的可行性论证
• 2.3 研究意义及内容特点
• 2.3.1 研究内容
• 2.3.2 研究意义
• 第三章 实验及表征方法
• 3.1 实验方法
• 3.1.1 实验原理
• 3.1.2 所用药品及设备
• 3.2 实验过程
• 3.2.1 玻璃基片的预处理
• 3.2.2 硅烷偶联剂的自组装
• 3.2.3 生物分子的固定化
• 3.3 表征方法
• 3.3.1 载玻片表面接触角测定
• 3.3.2 红外光谱（FT-IR）对玻璃基片表面基团的表征
• 3.3.3 载玻片表面生物分子固定量的测定
• 第四章 结果与讨论
• 4.1 玻璃载体的制备及生物固定化
• 4.1.1 玻璃基片表面预处理效果
• 4.1.1.1 玻璃基片预处理溶液的选择
• 4.1.1.2 预理过程玻璃基片表面接触角的分析
• 4.1.2 玻璃基片表面待组装分子的吸附效果
• 4.1.2.1 硅烷偶联剂浓度及处理时间的确定
• 4.1.2.2 硅烷偶联剂自组装过程玻璃基片表面接触角分析
• 4.1.3 牛血清蛋白酶对玻璃基片的固定效果
• 4.1.3.1 牛血清蛋白酶溶液析光度分析
• 4.2 影响玻璃基片表面生物固定性能的因素
• 4.2.1 预处理条件
• 4.2.2 硅烷偶联剂对固定性能的影响
• 4.2.3 牛血清蛋白酶对固定化性能的影响
• 4.3 固定化效果的红外光谱图分析
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢