基于QCM技术的血浆蛋白和血小板吸附行为研究

论文摘要

本论文主要采用QCM技术研究了几种主要血浆蛋白:白蛋白(HSA),免疫球蛋白(IgG)和纤维蛋白原(FGN),在材料表面的吸附行为和刚性(单层)吸附条件,白蛋白和纤维蛋白原以及血小板在Ti和Au表面的吸附行为比较,探讨了血浆蛋白予吸附对血小板吸附的影响;采用接触角测量,光学显微镜和原子力显微镜(AFM)对吸附底表面、吸附蛋白和吸附血小板进行了检测,通过本研究以期进一步揭示界面生物大分子的吸附行为,指导抗凝血材料的设计。1.以Au为吸附底模型材料,利用QCM技术研究了HSA,IgG和FGN的吸附行为:分别研究了温度、浓度和pH对单一血浆蛋白吸附的影响。结果表明在温度为25℃,pH为7.0的条件下,三种蛋白刚性吸附浓度分别为:20μg/ml、10μg/ml和10μg/ml,为单层吸附;温度为25℃和37℃的条件对HSA和FGN的吸附影响差异不明显,而对IgG的影响较为明显;对不同pH结果显示,在等电点处具有最大的吸附量和层厚;水分子的嵌合会增加蛋白吸附单层的柔性。2.以Au为吸附底模型材料,利用QCM技术研究了在温度为25℃,pH为7.0,刚性吸附浓度条件下蛋白的竞争吸附行为。结果表明不同蛋白的竞争吸附依赖于所选蛋白体系,在二元蛋白体系中,HSA和IgG之间无明显竞争吸附,FGN的吸附强与HSA;在顺次通入时,FGN的吸附强于IgG,而在按比例通入时,IgG的吸附强于FGN。在三元混合蛋白体系中,HSA和IgG的吸附强于FGN。不同蛋白的结构和相互之间的作用以及水合作用会导致刚性或柔性吸附行为。3.利用QCM技术研究了HSA和FGN在Au和Ti表面的不同吸附行为。结果表明FGN在Au表面较在Ti表面吸附量大,均呈刚性吸附。HSA在Ti表面较在Au表面吸附量大,在Au表面呈刚性吸附,而在Ti表面呈柔性吸附,包含较多水分子。不同蛋白的吸附与材料表面的浸润性存在一定关系。4.利用QCM技术研究了血小板在予吸附FGN和未予吸附FGN的Au和Ti表面的吸附行为。结果表明血小板在未予吸附FGN的Ti表面的吸附量要少于在Au表面的,在Ti表面呈刚性吸附,无构象变化发生,在Au表面呈柔性吸附,有一定构象变化。予吸附FGN对血小板在Au表面的吸附存在一定的抑制作用,但是却增加了在Ti表面的吸附量。血小板在予吸附FGN后的Ti表面的吸附量比Au表面的大。在予吸附FGN的Au表面呈刚性吸附,而在Ti表面呈柔性吸附。FGN在Ti表面的予吸附对血小板的吸附影响较大。需要进一步研究证实。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 生物材料血液相容性和凝血机制
• 1.1.1 血液相容性的基本概念
• 1.1.2 凝血机制
• 1.2 蛋白质吸附的研究
• 1.2.1 血浆蛋白主要功能
• 1.2.2 蛋白质吸附研究的意义
• 1.2.3 蛋白质吸附的主要数学模型
• 1.2.4 蛋白质吸附的研究方法
• 1.3 石英晶体微天平
• 1.3.1 压电石英晶体生物传感器
• 1.3.2 QCM在材料表面蛋白质吸附中的研究现状
• 1.4 本文研究的主要内容、目标与方法
• 1.4.1 研究意义与目标
• 1.4.2 研究内容与方法
• 第2章 试验方案及内容
• 2.1 试验方案
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 实验材料和试剂
• 2.2.2 实验仪器
• 2.2.3 表面形貌和性质表征
• 2.2.4 QCM测量方法
• 2.2.5 不同蛋白体系的QCM吸附实验
• 2.2.6 HSA和FGN在Au和Ti表面的吸附行为
• 2.2.7 血小板在Au和Ti表面的吸附行为研究
• 第3章 一元蛋白体系的QCM研究
• 3.1 HSA在Au表面的吸附行为分析
• 3.1.1 不同浓度条件下HSA的吸附
• 3.1.2 不同温度条件下HSA的吸附
• 3.1.3不同pH条件下HSA的吸附
• 3.2 IgG在Au表面的吸附行为
• 3.2.1 不同浓度条件下IgG的吸附
• 3.2.2 不同温度条件下IgG的吸附
• 3.2.3 不同pH条件下IgG的吸附
• 3.3 FGN在Au表面的吸附行为
• 3.3.1 不同浓度条件下FGN的吸附
• 3.3.2 不同温度条件下FGN的吸附
• 3.3.3 不同pH条件下FGN的吸附
• 本章小结
• 第4章 二元和多元蛋白体系竞争吸附的QCM研究
• 4.1 二元蛋白体系的顺次通入竞争吸附研究
• 4.1.1 HSA和IgG先后通入的蛋白吸附
• 4.1.2 HSA和FGN先后通入的蛋白吸附
• 4.1.3 IgG和FGN先后通入的蛋白吸附
• 4.2 二元蛋白体系的比例通入竞争吸附研究
• 4.2.1 一元蛋白和抗体的结合
• 4.2.2 二元蛋白的比例通入和抗体引入
• 4.3 多元蛋白比例通入和抗体引入
• 本章小结
• 第5章 HSA和FGN在Au和Ti表面的吸附行为比较
• 5.1 FGN在Au和Ti表面的吸附行为比较
• 5.2 HSA在Au和Ti表面的吸附行为比较
• 本章小结
• 第6章 血小板的QCM吸附研究初探
• 6.1 血小板在Au和Ti表面的吸附行为
• 6.2 血小板在予吸附FGN的Au和Ti表面的吸附行为
• 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目