[發明專利]一種聚合物薄膜的制備方法及其制備的聚合物薄膜的應用

無效

• 申請號: 201310075083.6
• 申請日: 2013-03-08
• 公開（公告）號: CN104031283A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 朱勁松;郭碧紅;宋爐勝;李少鵬
• 申請（專利權）人: 國家納米科學中心
• 主分類號: C08J9/00
• 分類號: C08J9/00;C08J5/18;G01N33/68
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王鳳桐;周建秋

技術領域

本發明涉及一種聚合物薄膜的制備方法及其制備的聚合物薄膜的應用。

背景技術

生物傳感器上的表面化學對于提高生物傳感器的檢測靈敏度是至關重要的，常用的生物傳感器表面主要有二維和三維表面。其中最常用的二維表面是自組裝形成的單分子層表面，因為其表面厚度僅為數個納米并且比表面積較小，因此無論是蛋白質的固定量還是其檢測信號都有限。

為了解決二維表面的這些弊端，三維表面近年來得到了長足的發展。已經報道的比較常用的三維表面有：基于羧甲基葡聚糖（Carboxymethyl?Dextran）的表面，基于表面引發自由基聚合（Surface?Initiated?Polymerization,SIP）的表面等。

三維表面結構中，應用最為廣泛的是基于羧甲基葡聚糖的表面。其基本原理是將葡聚糖共價固定在金片的表面，隨后對其羥基側鏈進行羧甲基化從而得到一種類似于漁網結構的三維表面。這種表面因為其比表面積高，所以可以固定大量的生物分子，并且能在一定程度上提高檢測信號。

另外，基于表面引發自由基聚合的表面也被廣泛應用。其原理是通過自組裝的方式在表面形成一個低密度分散的高分子聚合物的引發劑，之后通過原子轉移自由基聚合（Atom?Transfer?Radical?Polymerization,ATRP）形成了一條有側鏈的長的甲基聚丙烯類聚合物，其側鏈通過酸化形成羧基以共價固定蛋白質等生物分子。SIP制備出來的三維表面的效果與引發劑的濃度，高分子的生長條件，高分子的生長時間等息息相關。基于SIP的三維表面的優勢是其可以通過控制表面的引發劑的量來控制高分子在表面的密度，充分地利用高分子的側鏈；并且由于其聚合時用的單體是含有OEG的甲基丙烯酸酯，因此該表面的非特異性吸附非常低，同時表面的生物物質的固定量與二維表面相比要高。

雖然上述的三維表面比起二維表面都有一定的優勢，但在制備方法上都比較復雜，不易控制（條件都比較嚴格和苛刻），并且重復性不理想。同時，雖然其表面的蛋白質的固定量相對于二維表面有了很大地提高，但是其實際檢測時蛋白質的檢測量卻沒有明顯提高或者和二維表面相差無幾（推測其原因可能是由于空間位阻的影響）。

發明內容

本發明的目的在于解決上述三維表面的制備方法復雜，且重復性不理想的問題，提供一種聚合物薄膜的制備方法，通過該方法得到的聚合物薄膜具有三維結構，且具有步驟簡單、可控性強、且重復性高的優點。

另外，本發明的目的還在于提供上述處理方法得到的聚合物薄膜在生物傳感器檢測中的應用。

本發明的發明人經過深入地研究發現，通過將聚合物溶液旋涂于基板表面形成特定厚度的聚合物薄膜，以使得到聚合物薄膜本身有一定的缺陷，利用等離子體轟擊特定的時間后，薄膜表面的洞狀缺陷會逐漸增大，能夠形成具有比表面積較大的三維結構的聚合物薄膜。

本發明提供一種聚合物薄膜的制備方法，其中，該方法包括以下步驟：

1）將聚合物溶液旋涂于基板上，以使干燥后得到的聚合物薄膜的厚度為80-220nm；

2）通過等離子體轟擊所述聚合物薄膜的表面；

其中，所述等離子體的功率為10-120瓦，所述轟擊時間為5-200秒。

本發明還提供上述處理方法得到的聚合物薄膜在生物傳感器檢測中的應用。

通過本發明的方法，能夠使聚合物薄膜具有三維結構，通過使用該得到的聚合物薄膜能夠提高蛋白的固定量，相應地能夠提高被檢測物的檢測信號。

附圖說明

圖1為等離子體轟擊聚合物薄膜表面原理示意圖；

圖2為表示實施例1中的聚乙烯薄膜在等離子處理前后對人IgG與山羊抗人IgG結合作用的熒光檢測結果；

圖3為表示實施例2中的聚乙烯薄膜在等離子處理前后對人IgG與山羊抗人IgG結合作用的熒光檢測結果；

圖4為表示實施例3中的聚乙烯薄膜在等離子處理前后對人IgG與山羊抗人IgG結合作用的熒光檢測圖；

圖5中的a為表示實施例4中的聚苯乙烯薄膜在等離子處理前后、以及二維的MUA芯片對人IgG的固定量；圖5中的b為表示實施例4中的聚苯乙烯薄膜薄膜在等離子處理前后、以及二維的MUA芯片上人IgG與山羊抗人IgG結合量的SPRi對比結果；

圖6中的a為表示實施例5中的聚苯乙烯薄膜在等離子處理前后、以及二維的MUA芯片對人IgG的固定量；圖6中的b為表示實施例4中的聚苯乙烯薄膜薄膜在等離子處理前后、以及二維的MUA芯片上人IgG與山羊抗人IgG結合量的SPRi對比結果；