环境响应性聚合物的表征
布莱恩Rodenhausen博士 8月29日的17岁 ~7分钟

环境响应性聚合物的表征

由于组合互补信息QCM-D和椭圆光度法可以提供这两个技术将允许您同时监测聚合物刷肿胀和消溶胀行为,以及附件和超然的蛋白质。也可以单独的这些t我们总界面吸附层质量的影响;过程,这两种技术可以独自完成它。

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聪明的表面

智能表面的吸引力在广泛的应用,如遥感、生物材料、组织工程、药物输送、防污和防结冰表面,甚至nano-reactors [1]。受欢迎的候选人的发展这样的智能表面stimuli-responsive聚合物刷。这些改变其构象、润湿性或电荷由于pH值的变化,温度、盐浓度、湿度在当地环境中,这意味着聚合物刷的反应可以量身定做,优化和控制。

高效的设计工作,定制界面属性,描述聚合物的构象行为是很重要的影响,例如,亲水性/疏水性和吸附的分子。获得这种理解的方法之一是监测聚合物膜厚度,以及溶解,在上下文相关用途。通过监测积累和这些聪明的功能表面在当地环境中,brush-protein交互可以探索,和调优。

案例研究——表征聚合物肿胀和蛋白质的吸附

在这个开放获取出版Bittrich等[2],肿胀和蛋白质吸附机制Guiselin聚合物刷子的聚丙烯酸(PAA),酸度敏感和膨胀在更高,是跟踪和特征组合QCM-D和光谱椭圆光度法(SE)同时,提供实时信息“湿质量”和“干质量。”的信息,肿胀的程度可以确定聚合物刷。

QCM-D Guiselin PAA刷形成的传感器与中介锚定的薄层。脱脂牛血清白蛋白(BSA)蛋白质暴露在刷,蛋白质的吸附和解吸行为是由环境pH值控制。

出版,以下参数定义,“本身”和“QCMD”是指检测使用的方法:

  • bullet1.png“干质量”的BSA吸附在聚合物刷
  • bullet2.png的变化吗“湿质量”总层的
  • bullet3.png之间的区别是,因此代表了变化的质量耦合缓冲

bsa-from-ellipsometry.png图。1:质量的BSA椭圆光度法(红线),BSA +机械相关的缓冲区(绿线)的变化,并改变有关的机械缓冲(黑线)。地区,介绍了BSA在pH值5.2。在第二区域中,pH值5.2缓冲冲洗通过椭圆对称模块。在第三区域,pH值改为7.6,导致刷,膨胀,并击退蛋白质。从大肠Bittrich et al . Biointerphases 5复制,159 - 167 (2010)。dx.doi.org/10.1116/1.3530841

从图如图1所示,下面的聚合物刷和蛋白质交互步骤进行了总结。

  1. 测量开始流缓冲溶液pH值5.2建立信号基线为仪器表面的聚合物刷已经固定。
  2. (我)与BSA缓冲溶液的pH值5.2。所有三个质量参数增加对BSA介绍大约在t = 10分钟这意味着BSA吸附到表面。
  3. (2)缓冲溶液pH值5.2介绍清洗步骤。bullet1.png保持不变,表明没有BSA使解除吸附在冲洗步骤;相反,一些缓冲界面层被释放出来了,失去质量。
  4. (3)缓冲溶液pH值为7.6。这种pH值变化有两个对界面层的影响:
    1. PAA聚合物刷的变得更带负电,膨胀了起来
    2. 此外,pH值穿过BSA等电点,导致蛋白质成为带负电荷。BSA和聚合物刷因此互相排斥,和“干”BSA质量是迷路了。然而,“湿”质量是由于添加到聚合物刷肿胀。

组合SE和QCM-D是理想的分离和定量——这两个对立的过程bullet1.png骤降的pH值变化后初始值;所有的BSA正迅速从灌木丛中删除。与此同时,bullet2.png一度大幅升高,然后返回一个值略低于第三步结束时(地区二世在图1月底)。该组织质量损失主要是抵消缓冲纳入肿胀的聚合物刷。这也是所示bullet3.png有趣的是,也揭示了瞬态行为意味着刷肿胀的QCM-D解吸速度比蛋白质。


了解更多的好处QCM-D和光谱椭圆光度法(SE)和如何使用它来研究层累积和薄膜表征。

观察记录网络研讨会:

QCM-D成长就是他和椭圆对称监控和孔隙度的有机吸附物层:应用实例

演讲者:布莱恩Rodenhausen博士。

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