低分子量添加剂对于固定在聚乙烯和聚氯乙烯上的蛋白质 - 副本

1、低分子量添加剂对于固定在聚乙烯和聚氯乙烯上的蛋白质，构象，固定强度以及活性的影响摘 要把辣根过氧化物酶（HRP）固定到増塑过和未増塑过的聚氯乙烯和超高分子量聚乙烯之间。20kv的氮等离子体浸没离子注入被用于促进共价固定化和改善表面的润湿性。表面固定化蛋白是来研究用衰减全反射红外光谱法测量其与水面夹角的。蛋白质洗脱在重复的十二烷基硫酸钠（SDS）洗涤是用来评估蛋白酶的固化强度。一些低分子量分子的存在（在溶剂中是塑化剂和助剂，在表面上是未反应的单体和吸附性分子）被发现对于蛋白质的固化强度和在PILL处理中未裸露的蛋白质的构象有重要影响。建立一个维象模型，将低分子量组成，蛋白质分子和表面蛋白考虑其中

2、，用来解释这些现象。引 言生物活性蛋白质的表面附着力在许多医学和生物学应用过程中是必不可少的聚合物材料。通常情况下，强的蛋白质附着力是可取的，因为许多实践要求蛋白质在激进的条件下保持连接状态，正如在洗涤剂或者缓冲剂中的血流。此外，为了拥有最佳的性能，蛋白质的构象和活性要求致密的表面覆盖率和长时间的生物稳定性。一种获得蛋白质共价键和保持聚合物表面蛋白活性的方法是离子束注入法以及将其变异的离子体浸没离子注入法。离子束注入产生高能离子轰击聚合物并且使化学键断裂，溅射原子和电子，使分子处于激发态。注入离子的穿透深度取决于聚合物的组成，结构，能量以及所使用离子的类型。这样处理之后，聚合物表面结构急剧变化

3、而大多数的聚合物保持不变。这个方法已经被证明可以提供强大生物活性的连接酶，在聚乙烯，聚苯乙烯，聚酰胺，聚四氟乙烯上连接辣根过氧化物酶，大豆过氧化物酶和过氧化氢酶等。用来修复聚合物表面的与蛋白质相连的共价键被认为和蛋白质氨基酸侧链形成了活跃的自由基，它出现在高能离子轰击下的聚合物表层中。这项处理技术之前应用于未加添加剂的纯聚合物之中。然而，许多聚合物都含有低分子量组分如增塑剂，抗氧化剂，药物，以及支化聚合物合成反应的产物。像致污物和残留溶剂这样的低分子量分子四处散开在聚合物表面，可能会改变表面蛋白的活性以及蛋白质的附着性能。一种带有小分子量添加剂的医学相关聚合物聚氯乙烯，通过邻苯二甲酸增塑。在聚

4、氯乙烯中添加增塑剂，可以显著的影响用这种材料制成的医疗器械的生物相容性。美国食品和药物管理局和科学委员会以及欧委会的新识别健康风险要求，禁止在医用PVC中添加入以DEHP为主的塑化剂。然而，仍然有大量添加塑化剂的PVC广泛使用于制造医疗器械中，与此同时，为了满足医疗应用，仍然使用等离子处理方法改善这些PVC材料的表面性质。在这项研究中，我们使用离子束技术来修改增塑PVC，以及修改在表面上带有低分子组分的PE。辣根过氧化物蛋白酶被用来评估蛋白质附着于表面的性能，包括对构象和活性的影响。实验部分1毫米厚的医用PVC，高含量的（2-乙基己基）邻苯二甲酸酯（DEHP）增塑剂，从McMaster Car

5、r购买的。增塑剂的含量约为40%，并使用傅里叶变换红外测量。图1表现了增塑PVC表面能的增塑PVC PIII处理后的时间曲线图（开放的符号）。观察PIII处理后的PVC的润湿性的变化。如表1所示用Owens, Wendt, Rabel, and Kaelble方法通过水和二碘甲烷的表面接触角来计算表面能。通过测量对PIII的前后处理，然后贮藏4 天后再显示出来。未经处理的PVC的总的表面能的量通过我们的测量计算是45MN/M，其中极性部分1MN / M 。在格鲁斯公司数据库的值为38.4 而在弗劳恩霍夫研究所的数据库报道的值为4.2 MN / M。在作为典型的等离子体处理的聚合物表面中一般能量

6、的增加与处理后然后衰变回处理后的初始值。经过4天的存储后得出润滑性没有变化因此，PVC表面的亲水性随着PIII处理后成为存储更多的疏水性时间。而表面能及其分量的动力学有良好的指数函数（图1）。因为是表面能的极性和色散的一部分，而I¥是常数。当表面能量满后立即PIII处理（I0þ），和有限表面能量混合后，通过过长存储时间在处理i¥。在动力学中以润滑性反转的特征要长时间放在PIII中处理。在通过与表面层的结构变化引起的反应观察在通过PIII处理后的聚乙烯的其存储时间。同时，这类增塑剂的表面能与返回的表面能回到无法体现 PVC的价值。然而，地表能量不完全扭转回来初始值与

7、有限存储时间而趋于35 MN / M的总能量，32 MN / M为分散的部分，3 MN / M的极性部分。动力学的表面能与未增塑聚氯乙烯及其组件也应安装好的EQ 1。增塑PVC的指前系数一样为22h。对未增塑聚氯乙烯后立即表面能的聚合物材料77.9 NN / M PIII太高的价值可以通过在自由基的存在说明表面层已被观察PIII处理聚乙烯。表面能是不会衰减的预处理值与有限存储时间，但它将停留在61 mN/m（总能量），41 mN/m（色散）和20 MN / M（极性部分）。根据图2显示未经处理的PVC的FTIR ATR光谱在2960，2930，2872和2859 cm-1谱线，这对应于（CH）在PVC大分子振和1726 cm1 DEHP增塑剂；因此该（CDO在DEHP分子振动的1463 cm-1；因此该（CH）在PVC高