生物活性表面就是在材料表面固定特异的生物活性分子,包括多肽,糖类,核酸,抗体,酶等来实现或者促进特殊生物功能的材料表面。这种表面在各种生物医学设备和生物材料领域有着重要的应用。目前构建生物活性表面最主要的方法是将生物活性分子修饰到抗污聚合物层上。传统的共价修饰方法应用在复杂制造的微流道设备,精密的生物医学设备,生物传感器等领域具有一定的局限性。因此,建立有效的、温和的、简便可控的方法来制备抗污生物活性表面具有重要的理论研究和实际应用价值。主客体修饰方法作为一种新的表面修饰方法具有可适应性,可逆性,方法简单,生物相容性好等优点。本论文的工作是以生物功能化的β-环糊精衍生物为基础构建了多种抗污生物活性表面,并详细研究了生物活性表面的多样性,可逆性和可调控性。具体研究内容如下:第一,采用铜催化的叠氮-炔基环化加成反应制备了配体分子单取代和七取代修饰的β-CD衍生物。运用氢谱,碳谱,红外以及大分子质谱测试技术证明了甘露糖七取代的β-CD,生物素七取代的β-CD,赖氨酸七取代的β-CD以及赖氨酸单取代的β-CD的成功制备。第二,研究了甘露糖七取代的β-CD(CD(mannose))与表面的主客体相互作用和金刚烷(Ada)含量对表面温敏性和浸润性的调节。使用表面引发单电子转移活性自由基聚合(SI-SET-LRP)在硅片表面修饰了poly(NIPAAm-co-Ada)无规共聚物刷。红外和1H NMR测试证明表面聚合物刷上Ada与NIPAAm的组成比与投料比相近。通过调节Ada的投料量可以获得不同温敏性和浸润性的共聚物修饰表面。CD(mannose)对poly(NIPAAm-co-Ada)的温敏性和表面浸润性的影响受到主链上Ada含量的限制。表面浸润性和AFM测试的表面形貌实验结果与理论模拟和计算结果一致,都表明:相邻Ada单元之间的间距太小会产生空间位阻而阻碍CD(mannose)结合到聚合物刷上。第三,在si-poly(nipaam-co-ada)表面上引入7个甘露糖和7个生物素修饰的β-cd分子(cd(mannose)和cd(biotin)),并研究了共聚物刷修饰表面作为温敏性分子识别平台的通用性和再生性。125i标记cona蛋白质和hsa蛋白质的吸附结果显示:poly(nipaam-co-ada)/cd(mannose)温敏性糖聚物表面具有比pnipaam表面还低的非特异性蛋白质吸附。而且表面引入的甘露糖越多,对cona的吸附量也越多。不同lcst的温敏性糖聚物表面实现了在不同温度区间内调节cona的吸附。另外,poly(nipaam-co-ada)/cd(biotin)表面也表现出特异性和温敏性调节fitc标记的亲和素吸附的性能,同时排斥非特异性bsa吸附。采用sds浸泡的方法实现了共聚物刷修饰表面再生/利用的多次循环。第四,利用β-cd衍生物的主客体后修饰方法实现了调节生物活性表面上的配体密度和蛋白质结合能力。应用表面引发原子转移自由基聚合(si-atrp)在硅片表面修饰了hema与金刚烷单体的共聚物刷(phada),然后引入赖氨酸改性的β-cd衍生物。表面赖氨酸密度测试结果说明通过改变β-cd上修饰赖氨酸数目和利用β-cd稀释赖氨酸七取代β-cd(cd(lys)7)的方法就能实现调节表面赖氨酸密度。125i标记纤维蛋白溶酶原(plg)的吸附结果显示与单价态赖氨酸修饰表面相比,七价态赖氨酸修饰表面表现了对plg更高的吸附量和亲和力。当使用纯β-cd稀释cd(lys)7时,通过改变cd(lys)7/cd的比例能实现线性调节表面对plg的吸附量。plg吸附等温线拟合出的hil系数说明单价态赖氨酸修饰表面是单价态结合plg。而七价态赖氨酸修饰表面通过多价态连接而增强了对plg的亲和力。因此,主客体后修饰构建生物活性聚合物刷的方法简单并且可调性好。第五,使用化学沉积法在金片表面制备了纳米金沉积膜(gnpl),并研究了纳米金沉积膜与主客体后修饰方法制备的生物活性聚合物刷之间的协同作用对表面浸润性和对表面特异性蛋白质吸附的影响。使用sem,afm,循环伏安法分别表征了gnpl的表面形貌,粗糙度和表面积。然后运用si-atrp在表面修饰了oegma与金刚烷单体的无规共聚物刷(poegada)。利用afm测试了gnpl表面修饰聚合物刷的干态和湿态厚度。表面引入cd(mannose)之后,表面浸润性的结果表明纳米金沉积膜在较大程度上增强了CD(mannose)客体分子对表面浸润性的影响。纳米金沉积膜主要是通过增大表面积而增加表面对特异性ConA蛋白质的吸附量。总之,本课题采用生物功能化的β-CD与含有金刚烷的抗污聚合物刷之间的主客体相互作用构建了具有多样性,可逆性和可调性的生物活性表面。本项目的研究为制备生物活性表面用于精密制造的生物医学设备,生物传感器,微流道设备,生物材料等体系提供可以借鉴的基础研究结果。