（高分子化学与物理专业论文）基于核—壳微球的胶体晶体及生物分子敏感体系的构筑.pdf

南开大学博士学位论文 在低p h 值下，壳层由 于质子化而变得疏水时也不能形成规整的胶体晶体，而在 高p h 值时，壳层去质子化变得亲水时， 则可以形成规整的胶体晶体。 这种胶体 晶体对光子晶体的设计提供了一种新的思路。 通过无皂乳液聚合可以 将唬拍酞亚胺酷功能基引入微球的表面或是核一壳 结构的微球的壳层。表面生物素化的疏水性微球以 及壳层生物素化的核一壳结 构的聚合物微球都可以与亲和素通过生物素分子与亲和素的特殊的专一性识别 发生作用。前者可以发生聚集，并且聚集的速度随亲和素浓度的增加而增大: 后者除了 可以发生聚集之外还可以 在亲和素浓度较低时仅在壳层内发生生物素 与亲和素的识别作用。 通过这种以 生物素一 亲和素为模型的亲和素敏感体系的 研究，我们扩展到了抗原一抗体的研究上来。利用壳层含有唬拍酞亚胺醋功能 基的核一壳结构的聚合物微球作为载体研究了其通过化学键对抗原分子的固 定。不同的反应温度对含有温敏性壳层的微球对抗原的结合量有一定的影响. 固定了抗原的微球对抗体有专一性的响 应，并且在游离抗原的诱导下，体系具 有可逆性。这种生物分子敏感体系在生物分子检测，临床诊断以及生物传感器 等方面有潜在的应用前景。 最后还尝试性地合成了两种线性的生物素化的聚合物聚 ( n 一 异丙基丙烯酞 胺- c o 一 甲 基丙烯酸缩水甘油酷一 生物素) ( p ( n i p a m n 5 - c o - g m a 44 - b i o t i n ) ) 和 聚 ( 丙烯酞胺一 c o - n 一 丙烯酸fpl 拍酞亚胺醋一 生物素) ( p ( a m - c o - n a s - b i o t i n ) ) ，并研 究了 其与亲和素的作用。当亲和素被加入到生物素化的聚合物溶液中，会由于 亲和素的生物交联作用，产生线性高分子的聚集体。这种体系所可能产生的生 物放大作用是我们感兴趣的工作并是今后研究的重点内容。 关键词:无皂乳液聚合，核一壳结构微球，胶体晶体，生物分子敏感体系 南开大学博士学位论文 ab s t r a c t r e c o g n i t i o n a n d d e t e c t i o n o f b i m o l e c u l e s a r e v e ry i m p o r ta n t f o r h u m a n h e a lt h , o n w h i c h f o c u s m u c h r e s e a r c h i n t h e f i e l d o f b i o m e d i c i n e a l l t h r o u g h . i t m a y p r o v i d e r e a l i s t i c s i g n i f i c a n c e a n d p o t e n t i a l a p p l i c a t i o n s i n m a n y f i e ld s t h a t t h e b i o m o l e c u l e s a r e d e t e c t e d b y u s e o f p o l y m e r a s as s i s t a n t m a t e r i a l s . u t i l i z i n g a p p r o p r i a t e p o l y m e r m a t e r i a l s a s t h e c a r r i e r s i s b a s i c a n d im p o r t a n t . i n t h e f i e l d s o f b i o l o g y a n d m e d i c i n e , p o l y m e r m i c r o s p h e r e s a n d h y d r o g e l s b o t h h a v e g o o d a p p l i e d v a l u e a n d p r o s p e c t . wh i l e t h e s w e l l a b i l i ty a n d b i o c o m p a t i b i l i ty o f h a r d m i c r o s p h e r e s r e m a in s a n i s s u e , s o ft h y d r o g e l s p h e r e s a l s o h a v e d i ff i c u lt i e s m a i n t a i n i n g t h e i r m e c h a n i c a l i n t e g r i ty d u r i n g t h e i r u s e s . a ty p e o f c a r r i e r f o r i m m o b i l i z a t i o n o f b i o m o l e c u l e s c o m b i n e d t h e a d v a n t a g e s o f t h e a b o v e t w o ty p e s o f m a t e r i a l s w i l l b e a p r a c t i c a l s o l u t i o n t o t h e p r o b l e m s m e n t i o n e d a b o v e . i n t h i s t h e s i s , c o r e - s h e l l s t r u c t u r e d p o l y m e r m i c r o s p h e r e s w i t h a h y d r o p h o b i c c o r e c o m p o s e d o f p o l y s t y r e n e a n d h y d r o p h i l i c s h e l l w it h d i ff e r e n t p o l y m e r s ( p o l y a c ryl a m i d e , p o l y ( n - i s o p r o p y l a c ryla m i d e ) , p o l y ( 2 - h y d r o x y e t h y i m e t h a c ry l a t e ) , p o l y ( a c ry l i c a c i d ) ) o r a s h e l l c o m p o s e d o f c o p o ly m e r s fr o m h y d r o p h i l i c m o n o m e r ( p o l y a c ry l a m i d e , p o l y ( n - i s o p r o p y l a c ryl a m i d e ) ) a n d f u n c t i o n a l m o n o m e r n - a c y l o x y s u c c i n im i d e h a v e b e e n p r e p a r e d b y s u r f a c t a n t - fr e e e m u l s i o n c o p o l y m e r i z a t i o n . f o r m a t i o n o f t h r e e - d im e n s i o n a l c o l l o id a l c ry s t a l s b y t h e o u t e r - s o ft - a n d - i n n e r - h a r d p o l y m e r m i c r o s p h e r e s a n d t h e b i o m o l e c u le - r e s p o n s i v e s y s t e m b as e d o n t h e s h e l l - fu n c t i o n a l i z e d c o r e - s h e l l m i c r o s p h e r e s h a v e b e e n i n v e s t i g a t e d i n d e t a i l b y s c a n n i n g e l e c t r o n m i c r o s c o p y ( s e m ) , t r a n s m i s s i o n e l e c t r o n m i c r o s c o p y ( t e m) , d y n a m i c l i g h t s c a tt e r i n g ( d l s ) , f o u r i e r t r a n s f o r m i n fr a r e d ( f t i r ) s p e c t r o s c o p y , d i ff r a c t i o n in s t r u m e n t e t a l . f i n a l l y , w e仰 t o s t u d y t h e s y n t h e s i s o f b io m o l e c u l e - s e n s i t i v e l i n e a r p o l y m e r s a n d t h e i r p r i m a ry a p p l i c a t i o n s . t h e s t a b l e t h r e e - d i m e n s i o n a l c o l l o i d a l c ry s t a l s c a n b e f o r m e d b y c o r e - s h e l l s t r u c t u r e d p o l y ( s t y r e n e - c o - a c ry l a m i d e ) ( p ( s - a m) ) , p o l y ( s t y r e n e - c o - n - i s o p r o p y la c ryl a m i d e ) ( p ( s - n i p a m) ) , p o l y ( s t y r e n e - c o - 2 - h y d r o x y e t h y l m e t h a c ry l a t e ) ( p ( s - h e ma ) ) a n d p o l y ( s t y r e n e - c o - a c ryl i c a c i d ) ( p ( s - a a ) ) p o l y m e r m i c r o s p h e r e s b y c e n t r i f u g a t i o n . t h e ty p i c a l l a tt i c e o f t h e f a c e c e n t e r c u b i c c a n b e f o u n d i n t h e m 南开大学博士学位论文 m i c r o g r a p h o f t h e m i c r o s p h e r e s . t h e d i f fr a c t i o n p e a k s h o w e d r e d - s h i f t a n d t h e in t e n s i ty i n c r e a s e d u p o n t h e d i l u t i o n o f t h e la t e x . t h e a d d i t i o n o f t h e p o o r s o l v e n t e t h a n o l c a n a ff e c t t h e f o r m a t i o n o f t h e c o l l o i d a l c ry s t a l s m a d e o f p ( s - a m ) m i c r o s p h e r e s . wh e n t h e e t h a n o l c o n t e n t i n c r e as e d t o 2 6 .8 2 w t . - % , t h e r e g u l a r a r r a y s w as b r o k e d o w n . i f t h e s h e l l o f t h e m i c r o s p h e r e s c o n t a i n s t h e e n v i r o n m e n t - s e n s i t i v e ( p h o r t e m p e r a t u r e ) p o l y m e r s , t h e c h a n g in g o f p h o r t e m p e r a t u r e c a n al s o a ff e c t t h e f o r m a t i o n o f t h e c o l l o i d a l c ry s t a l s . f o r t h e p ( s - n i p a m) c o l l o i d al c rys t a l s , t h e r e g u la r a r r a y s c a n b e f o r m e d a t 2 5 0c b u t d i s a p p e a r a t 4 0 0c d u e t o t h e p h as e t r a n s f o r m a t i o n o f t h e s h e l l l a y e r fr o m h y d r o p h i l i c i ty t o h y d r o p h o b i c i ty . f o r t h e p ( s - a a ) m i c r o s p h e r e s , t h e r e g u l a r c o l l o i d a l c ry s t a l s c a n b e f o r m e d i n a h i g h p h e n v i r o n m e n t , b e c a u s e c a r b o x y l i c a c i d g r o u p s o f t h e s h e l l a r e d e p r o t o n a t e d a n d t h e s h e l l b e c o m e s m o r e h y d r o p h i l i c w h i l e t h e c a r b o x y l i c a c i d g r o u p s o f t h e s h e l l a r e p r o t o n a t e d i n a l o w p h e n v i r o n m e n t w h i c h r e s u l t s i n a m o r e h y d r o p h o b i c s h e l l a n d i r r e g u l a r a r r a y s . t h i s 勺 p e o f c o l l o i d a l c ry s t a l s p r o v i d e d a n e w i d e a f o r t h e d e s ig n o f t h e p h o t o n i c c r y s t a l s t h e f u n c t i o n al g r o u p s u c c in i m i d e e s t e r c a n b e i n t r o d u c e d o n t h e s u r f a c e o f t h e m i c r o s p h e r e s o r i n t h e s h e l l l a y e r o f t h e c o r e - s h e l l m i c r o s p h e r e s b y s u r f a c t a n t - fr e e e m u l s io n c o p o ly m e r i z a t i o n . s u r f a c e - b i o t i n y l a t e d h y d r o p h o b i c m i c r o s p h e r e s a n d s h e l l - b i o t i n y l a t e d c o r e - s h e l l s t r u c t u r e d m i c r o s p h e r e s b o t h c a n r e a c t w i t h a v i d in v i a t h e s p e c i f i c a n d u n i q u e i n t e r a c t i o n b e t w e e n b i o t i n a n d a v i d i n . t h e p r e v i o u s c a n p r o d u c e a g g r e g a t i o n t h e r a t e o f w h i c h i n c r e as e d w i t h t h e i n c r e as i n g o f t h e c o n c e n t r a t i o n o f a v i d i n . t h e l a tt e r c a n r e c o g n i z e a v i d i n o n l y i n t h e s h e l l l a y e r w h e n t h e c o n c e n t r a t i o n o f t h e a v i d i n w as l o w . b as e d o n t h e s t u d y o f t h e a v i d i n - s e n s i t i v e s y s t e m w it h b io t i n - a v i d in as a m o d e l p a ir , f u r t h e r s t u d y a b o u t a n t i g e n - a n t ib o d y i s p e r f o r m e d . b y u s e o f t h e c o r e - s h e l l m i c r o s p h e r e s w it h s u c c i n i m i d e i n t h e s h e l l l a y e r as a c a r r i e r , w e s t u d i e d t h e c o v a le n t i m m o b i l i z a t i o n o f t h e a n t i g e n o n t h e m i c r o s p h e r e s . f o r t h e m i c r o s p h e r e s c o n t a i n i n g t h e r m o s e n s i t i v e p o l y m e r i n t h e s h e l l l a y e r , t h e q u a n t i ty o f t h e i m m o b i l i z e d a n t i g e n c a n b e a ff e c t e d b y t e m p e r a t u r e . a n t i g e n - c o n j u g a t e d m i c r o s p h e r e s c a n b e r e s p o n s i v e t o a n t i b o d y v i a t h e s p e c i f i c i n t e r a c t i o n b e t w e e n a n t i g e n a n d a n t i b o d y a n d t h e s y s t e m i s r e v e r s i b l e b y t h e i n d u c e m e n t o f fr e e a n t i g e n . t h e p r o t o t y p i c a l a n t i g e n - a n t ib o d y i n t e r a c t i o n m a y p r o v i d e a b as i s o f a s im p l e a n al y t i c a l t e c h n i q u e f o r p o t e n t i a l a p p l i c a t io n s in t h e f i e l d s 南开大学博士学位论文 o f b i o c h e m i c a l d e t e c t i o n , b i o m e d ic a l d i a g n o s t i c s a n d b i o s e n s o r . f i n a l l y , w e t ry t o s y n t h e s i z e t w o t y p e s o f b i o t i n y l a t e d l i n e a r p o l y m e r s , p o l y ( n - i s o p r o p y l a c ryl a m i d e 3 2 5 - c o - g l y c i d y l m e t h a c y l a t e 4 y - b i o t i n ) ( p ( n i p a m3 2 5 - c o - g m a 4 a - b i o t i n ) ) a n d p o l y ( a c y l a m i d e - c o - n - a c y l o x y s u c c i n i m i d e - b i o t i n ) ( p ( a m- c o - n a s - b i o t i n ) ) a n d s t u d y t h e i r i n t e r a c t i o n w i t h a v i d i n . wh e n a v i d i n w a s a d d e d i n t o t h e s o l u t i o n o f t h e b i o t i n y l a t e d p o l y m e r , t h e a g g r e g a t e s w e r e p r o d u c e d d u e t o t h e i n t e r a c t i o n b e t w e e n a v i d i n a n d b i o t in o n t h e p o l y m e r c h a i n . t h e b i o - m a g n i f i e d e ff e c t o f t h e s y s t e m i s i n t e r e s t i n g , w h i c h i s t h e i m p o r ta n t t a s k f o r u s t o s t u d y i n t h e f u t u r e . k e y w o r d s : s u r f a c t a n t - fr e e e m u l s i o n p o l y m e r i z a t i o n , c o r e - s h e l l m i c r o s p h e r e s , c o l l o i d a l c ry s t a l s , b i o m o l e c u l e - s e n s it i v e s y s t e m 南开大学学位论文版权使用授权书 本人完全了解南开大学关于收集、 保存、使用学位论文的 规定， 同意如下各项内容:按照学校要求提交学位论文的印刷本和电 子版 本;学校有 权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、 缩印、 扫描、 数字化或其它手段保存论文; 学校有权提供目 录检索以 及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务; 学校有权按有关规定向国 家有 关部门 或者机构送交论文的复印件和电 子版; 在不以赢利为目 的的 前 提下，学校可以 适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动口 学 位 论 文 作 者 签 “ ;一 声、 戮 2 / 夕年lp 月 4 日 经指导教师同 意， 本学位论文属于保密，在年解密后适用 本授权书。 指导教师签名: 学位论文作者签名: 飞) ) 2 n- 鱼 解密时间: 年月日 各密级的最长保密年限及书写格式规定如下: to *2o i淤 . 7tt 20 t) 南开大学学位论文原创性声明 本人郑重声明: 所呈交的学位论文， 是本人在导师指导下， 进行 研究工作所取得的成果。 除文中己 经注明引用的内容外， 本学位论文 的 研究成果不包含任何他人创作的、 已 公开发 表或者没有公开发表的 作品的内容。 对本论文所涉及的 研究工作做出贡献的其他个人和集 体， 均已 在文中以明 确方式标明。 本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 学 位 论 文 作 者 签 名 : 宾 、 : 拐 2 - 0 ) 年 v 月讥 日 南开大学博士学位论文 第一章引言 近些年，高分子材料无论是在胶体晶体的制备还是作为生物分子的载体方 面得到了广泛地关注。微凝胶和疏水性微球是两种常用的制备胶体晶体的高分 子材料，但二者形成胶体晶体的机理却大不相同。这两种高分子材料在生物医 学领域也有广泛的应用，比如在生物分子的分离纯化，药物控释，作为生物分 子固定的载体等方面都有很好的应用价值。 1 . 1 基于聚合物粒子的胶体晶体 1 . 1 . 1 有关胶体晶 体的简介 胶体是指由悬浮在液体或气体中的小粒子组成的结构体系，这些小粒子在 粒径在纳米到微米之间，比原子和分子大但用肉眼是看不到的。在某些情况下， 由于粒子间静电或其他内部作用， 会导致晶体结构的形成， 即胶体晶体( c o l lo i d a l c r y s t a l s ) 。 胶体晶体是制备光子晶体 ( p h o t o n i c c ry s t a l s )的 有效手段。 光子晶体 又称 为 光 子带 隙 材 料， 其 概 念首 先于1 9 8 7 年由y a b l o n o v it c h 和j o h n 分 别 提出 1,2 1 介电常数周期性变化能调节材料中光子的状态模式，光子晶体具有光子能带和 光子能隙，当光的频率位于光子能隙范围内，它将不能在光子晶体中传播。光 子带隙的存在，赋予材料许多崭新的物理性能，由此带来广阔和应用前景，因 而光子材料及其应用成为应用物理和材料科学领域的一个研究热点。制备光子 晶体的方法主要有两种:一是精细加工法，这是目前最稳定可靠的方法;二是 利用胶体晶体来制备光子晶体。就无机胶体晶体来说，蛋白 石是一种天然的胶 体晶体，它是由大小均匀的二氧化硅颗粒经过漫长的矿物质沉积而成的，由于 其晶体尺寸与可见光的波长相近，它在不同方向上散射不同颜色的光，呈现出 美丽的色彩。单分散的人工二氧化硅胶体球，经过一定方法也可以制备出类蛋 白石结构的无机胶体晶体。对聚合物而言，单分散的聚合物乳胶球在水中也可 以自 发排列成有序的面心立方 ( f c c ) 或体心立方 ( b c c ) 结构的胶体晶体。 但 无论是聚合物还是二氧化硅，由于折射系数较小，由这些材料形成的胶体晶体 并不具备完全的光子带隙，但将胶体晶体空隙中填充高折射率的材料，然后将 胶体晶体中的胶体球通过一定的手段去除， 则可形成高介电背景下的“ 空气原子” 第一章引言 的 面 心 立方 密 堆 积 结 构 13 1 。 因 此 研 究 胶 体晶 体的 形 成 是 制备 光子晶 体的 基 础。 1 . 1 .2 聚合物粒子形成的 胶体晶 体 聚合物微球通过各种作用可以 形成多种有序的胶体晶体。简单的胶体晶体 的光学特性就是遵循b r a g g 衍射公式: m l = 2 n d s i n b ( l . l ) 这里是x 衍射波长，m是衍射的 阶数， n是体系的折光指数，d 是晶格间距，s 是入射光与发生衍射的晶面的夹角。 对于胶体粒子，我们知道直径 d就可以根 据下面的公式计算出d 来， 其中h ,k ,l 是米勒指数。 d 胡 1 . 41 4 d ( h + k + i ) ( 1 . 2 ) 可以形成胶体晶体的聚合物微球大体上可以分为两类:疏水性的聚合物微 球通过静电相互作用等粒子间的作用使得粒子平衡在某一个固定的位置，从而 形成有序的胶体晶体， 我们把这种类型的微球称为“ 硬球” ; 另一种是亲水性的微 凝胶球， 通过密堆积的方式形成有序的 排列， 我们称之为“ 软球” 。 下面把这两大 类微球形成的胶体晶体做一个简要的介绍 。 1 . 1 .2 . 1 “ 硬球” 形成的 胶体晶体 疏水性的乳胶粒子形成胶体晶体主要是依靠粒子之间相互排斥力以使粒子 在周围相临粒子的共同作用下达到一个平衡状态。 a s h e r 小组做了很多这方面的 工作。他们采用带电荷的单体参与共聚的方法合成了单分散的高电 荷密度的交 联的p s 微球， 这种微球由 于表面的高电荷密度， 在静电斥力的作用下排列成规 整的f c c或b c c型晶 体结构14 ,5 1 ， 如图1 . 1 0 第一章引言 器和成像技术以及微型智能化医疗器械等，将在疾病的诊断、治疗和卫生保健 方面发挥重要作用。一些生物分子的检测对于人类的健康有着非常重要的意义 和作用。 在过去的2 0 年里，技术创新为更加快速和灵敏地对微生物、病毒及其 产物的生物检测和确定提供了 有力的支持。免疫检测是非常好的细菌、抱子、 病毒和毒素等的检测技术。实际上，如果能够引发免疫响应，任何化合物或表 面都可视为潜在的抗原。免疫检测中抗体能与与其相对应的抗原专一性结合， 许多抗体具有生化特性或其他特性，以及一些尚未检测出的特性。大多数免疫 检测方法以表面吸附的抗原为目 标，而不是溶液中或环境中的抗原。研究能够 检测生物分子的体系，即生物分子敏感体系对于生物医学领域有着重要的意义。 应用高分子材料来辅助实现对化学物质，生物分子的快速、准确、定量地检测 是我们研究的目 的。而高分子水凝胶和聚合物微球在作为生物分子载体方面都 有一定的优势。 1 . 2 . 1 高分子水凝胶在生物医 药领域的应用 水凝胶是一个很有前途的载体， 其具有不同的化学和物理性质， 可以进行可 逆地调整，比如溶胀，力学性能、表面渗透性能、光电性能的变化。水凝胶是 一种“ 软材料” ， 可以对外部刺激 ( 电、 热、 光、 力和生物或化学分子) 产生响应。 这些刺激可以触发凝胶的溶胀或收缩，并且其大小的变化可以被用来检测其所 处环境或表面的变化。刺激敏感的水凝胶被称为智能的、可适应的或可调的材 料，利用其对环境刺激产生的体积变化可设计制作传感器和转换器，也可以通 过一个结构变 化引 起的 信号 来 检 测刺激。 当 外界 环境( 如p h值、 温度) 发生 变 化时，对于刺激敏感的水凝胶来说将产生一定的响应，产生结构变化 ( 收缩或 溶胀) ，这种具有潜在应用前景的 材料作为智能材料在文献中报道过。 3 4 智能聚合物中 研究得最为 深入的 是刺激响应水凝胶， 特别是由p h敏感和热 敏感的单体形成的聚合物。一个常见的例子是葡萄糖敏感的水凝胶，会对葡萄 糖 产生 响 应发 生 溶 胀。 这 种 葡 萄 搪敏 感 的 水 凝 胶是 一 种p h 敏 感的 水 凝 胶。 在 大 多数情况下， p h敏感的 水凝胶中的 酶将会催化葡萄糖转化为葡萄搪酸， 这种转 化会降低水凝胶中的p h值并最终使之溶胀。 这种体系可以 形成自 动控制胰岛 素 释放体系，对血液中的葡萄糖的浓度变化产生响应，释放出必要量的胰岛素。 在检测 生 物环境中的 生化 试剂时， p h 值的 变化并不是专 一性的 变化。 这些专一 体系由生物分子敏感的水凝胶构成，可以对生物分子产生专一性的识别和响应， 第一章引言 另外，疏水性的 “ 硬球”与亲水性的 “ 软球”都能够形成排列规整的胶体 晶体，而且形成的机理不同。 “ 硬球”需要通过粒子间的电 荷作用在临界的“ 冻 结” 体积分数以 下形成胶体晶 体;而 “ 软球” 基本是依靠自 身与介质之间的亲 和性通过紧密堆积的方式形成凝胶胶体晶体。将二者结合起来的 “ 外软内硬” 的核一壳结构的微球在形成胶体方面的研究也很有意义。 本论文采用无皂乳液聚合方法合成单分散壳一核结构的微球，研究其形成 胶体晶体的条件和影响因素，以 其为载体研究在壳层固载生物活性分子的方法 以及在亲和相互作用下的刺激响应行为，为构筑对生物分子的快速，灵敏的检 测敏感体系奠定基础。 1 、在胶体晶体的形成方面，由于没有带电荷的单体参与微球的合成，其表面所 带电荷相对来说是很少的。 我们制备核一壳结构聚合物微球形成胶体晶体的 机制与高表面电荷密度的“ 硬球”形成胶体晶体的机制不同，类似于微凝胶 依靠紧密堆积形成胶体晶体的机制。所以壳层高分子链段的亲水性和疏水性 对胶体晶体的形成将起主要作用。 这方面的研究文献中报道的很少，这是一 种新型的胶体晶体体系。 2 、核一壳结构聚合物微球兼具疏水性微球和亲水性凝胶的优点，壳层具有良 好 的亲水性和柔顺性，非常适用于固载生物活性分子。我们以生物素一亲和素 体系为模型，研究特异性亲合相互作用下，微球体系相应的变化。由于微球 具有核一壳结构，其作用方式可能有两种:粒子内和粒子之间，通过动态光 散射可以初步研究其作用方式。以 此模型作为基础有利于扩展到其他生物活 性分子体系，希望能得到一种可以检测生物分子敏感材料，这对于人们的生 活，健康以及医学诊断，国防科学等领域都有重要的理论意义及潜在的应用 价值。 1 . 4 参考文献 1 . y a b l o n o v i t c h e . i n h i b i t e d s p o n t a n e o u s e m i s s i o n i n s o l i d - s t a t e p h y s i c s and e l e c t r o n i c s . p h y s r e v l e t t , 1 9 8 7 , 5 8 : 2 0 5 92 0 6 2 2 . j o h n s . s t r o n g lo c a liz a t io n o f p h o to n s in c e r ta i n d is o r d e r e d d ie le c t r ic s u p e r la tt ic e s . p h y s r e v l e tt , 1 9 8 7 , 5 8 : 2 4 8 6 - 2 4 8 9 3 . b u s c h k , j o h n s . p h o t o n i c b a n d g a p f o r m a t i o n i n c e rt a i n s e l f - o r g ani z i n g s y s t e m s . p h y s r e v e , 1 9 9 8 , 5 8 : 3 8 9 6 - 3 9 0 8 南开大学博士学位论文 4 . a s h e r s ， h o l t z j , l i u l , e t a l . s e l f - a s s e m b l y m o t i f f o r c r e a t i n g s u b m i c r o n p e r i o d i c m a t e r i a l s . p o l y m e r i z e d c ry s t a l l i n e c o l l o i d a l a rr a y s . j a m c h e m s o c , 1 9 9 4 , 1 1 6 : 4 9 9 7 - 4 9 9 8 5 . r e e s e c e , g u e r r e r o c d , w e i s s m a n j m , e t a l . s y n t h e s i s o f h i g h ly c h a r g e d , m o n o d i s p e r s e p o l y s ty r e n e c o l l o i d a l p a r ti c l e s f o r t h e f a b r i c a t i o n o f p h o t o n i c c ry s t a l s . j c o l l o i d i n t e r f a c e s c i , 2 0 0 0 , 2 3 2 : 7 6 - 8 0 6 . h o lt z j h , a s h e r s a . p o l y m e r i z e d c o l l o i d a l c ry s t a l h y d r o g e l f i l m s a s i n t e l l i g e n t c h e m i c a l s e n s i n g m a t e r i a l s . n a t u r e , 1 9 9 7 , 3 9 8 : 8 2 9 - 8 3 2 7 . h o lt z j h , h o l t z j s w , m u n r o c h , e t a l . i n t e l l i g e n t p o l y m e r i z e d c ry s t a l l i n e c o l l o i d a l a r r a y s : n o v e l c h e m i c a l s e n s o r m a t e r i a l s . a n al c h e m , 1 9 9 8 , 7 0 : 7 8 0 - -7 9 1 8 . r e e s e c e , b a lt u s a b i c h m e , k e i n j p , e t a l . d e v e l o p m e n t o f an i n t e l l i g e n t p o l y m e r i z e d c ry s t a l l i n e c o l l o i d a l a rr a y c o l o r i m e t r i c r e a g e n t . a n a l c h e m , 2 0 0 1 , 7 3 , 5 0 3 85 0 4 2 9 . a s h e r s a , p e t e u s f , r e e s e c e , e t al . p o ly m e r iz e d c ry s t a l l in e . c o ll o id a l a rr a y c h e m i c a l - s e n s i n g m a t e r i a l s f o r d e t e c t i o n o f l e a d i n b o 勿 fl u i d s . a n a l b i o c h e m , 2 0 0 2 , 3 7 3 : 6 3 2 - 6 3 8 1 0 . a s h e r s a , s h a r m a a c , g o p o n e n k o a v , e t al . p h o t o n i c c ry s t a l a q u e o u s m e t al c a t i o n s e n s i n g m a t e r i a l s . a n a l c h e m , 2 0 0 3 , 7 5 : 1 6 7 6 - 1 6 8 3 1 1 . r e e s e , c e , a s h e r s a . p h o t o n ic c ry s t a l o p t r o d e s e n s o r f o r d e te c t io n o f p b 2 1 in h ig h i o n ic s t r e n g t h e n v i r o n m e n t s . a n a l c h e m , 2 0 0 3 , 7 5 : 3 9 1 5 - 3 9 1 8 1 2 . g o p o n e n k o a v , a s h e r s a . m o d e l in g o f s t im u la te d h y d r o g e l v o l u m e c h a n g e s in p h o t o n ic c ry s t a l p h 2 1 s e n s in g m a t e r ia l s . j a m c h e m s o c , 2 0 0 5 , 1 2 7 : 1 0 7 5 3 - 1 0 7 5 9 1 3 . a s h e r s a , a l e x e e v v l , g o p o n e n k o a v , e t a l . p h o t o n i c c ry s t a l c a r b o h y d r a t e s e n s o r s :