基于聚合物刷微图案的生物素化梯度表面制备研究

1、PAGE 3 -基于聚合物刷微图案的生物素化梯度表面制备研究梯度表面是指化学组分、几何结构或模量等参数沿着表面上一个或几个方向呈梯度变化的功能表面图6(a)所示的包含不同灰度值同心正方形图案的数字灰度图像，通过DMD图案化投影系统的灰度曝光方式产生包含不同区域曝光强度的曝光图案(图6(b)以引发聚合反应制备PAMEMA聚合物刷微图案.图6(c)和6(d)分别为制备得到的PAMEMA聚合物刷微图案的3D形貌图像及厚度分析曲线，由图可知区域灰度值差异将导致聚合物刷厚度的变化，从而实现台阶结构聚合物刷微图案的制备.厚度分析表明，在低灰度值下，PAMEMA刷的厚度随灰度值增加而显著增大，这是因为灰度值

2、越大意味着光照强度越高，激发产生的自由基数量越多，从而提高ATRP聚合反应速率.当灰度值超过一定值时，反应溶液中自由基浓度趋于饱和，ATRP聚合反应速率不再发生变化，PAMEMA刷的厚度也不再发生变化.图6(e)和6(f)分别为具有台阶结构的PAMEMA聚合物刷微图案表面经点击反应和链霉亲和素特异性固定后的荧光图像及荧光强度分析曲线.图中可以观察到荧光强度由边缘向中心呈阶梯状增大的荧光图案，间接表明生物素分子在PAMEMA聚合物刷微图案表面的分布密度由边缘向中心逐渐增大，这是因为PAMEMA刷越厚的区域，其表面叠氮基团密度越大，则点击固定的生物素分子数量越多.以上结果表明，通过控制PAMEMA

3、刷的厚度可以对其表面锚固生物素分子的空间分布进行调控以制备具有密度变化的生物素化表面.图6(g)6(h)为具有不同台阶结构的PAMEMA聚合物图案化表面经生物素分子锚固及链霉亲和素染色后的荧光图像，各种形状微图案表面明显的荧光强度变化表明以叠氮功能化聚合物刷微图案为模板制备复杂结构生物素化梯度表面的能力.Fig.6Designeddigitalgrayscaleimage(a)withdifferentgrayvaluesforfabricatingPAMEMAbrushmicropatternandcorrespondingexposureimage(b).3Dtopographyimage

4、(c)andcorrespondingheightanalysis(d)oftheobtainedPAMEMAbrushmicropattern.Fluorescenceimage(e)andcorrespondingfluorescenceintensityprofile(f)ofpyramidPAMEMAbrushmicropatternwithbiotinimmobilizationandstreptavidin-AlexaFluor546binding.(g,h)Fluorescenceimagesofbiotinylatedgradientsurfacesinarbitrarycom

5、plexshapesafterstreptavidin-AlexaFluor546staining.3结论以叠氮功能化的PAMEMA聚合物刷微图案为模板，通过点击反应实现生物素分子在微图案表面的锚固，研究PAMEMA刷结构参数对生物素分子空间分布的影响.通过数字微镜器件(DMD)调控光辐照引发表面原子转移自由基聚合(ATRP)反应制备PAMEMA聚合物刷微图案，TOF-SIMS测试结果表明叠氮基团在聚合物刷图案化表面的区域选择性分布；借助叠氮基团与DBCO之间的点击反应实现PAMEMA聚合物刷微图案表面生物素化，采用荧光标记的链霉亲和素染色实验表征生物素分子在微图案表面的分布情况；通过控制PAMEMA刷的厚度对微图案表面固定生物素分子的空间密度进行调控，从而实现具有复杂结构的生物素化梯度表面的成功制备.