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采用无皂乳液聚合方法合成了粒径约170nm的单分散、高表面电荷密度的聚(苯乙烯-苯乙烯磺酸钠)胶体粒子。分别用动态激光光散射和电导滴定测定了胶球的流体力学直径和表面电荷密度。由于胶体粒子之间的静电斥力作用，在低离子强度溶液中，这些胶体粒子自组装成胶体晶体阵列(CrystallineColloidalArrays，CCAs)。为使体系能量最小，CCAs一般形成面心立方晶格和体心立方晶格。当满足一定条件时，CCAs可以发生Bragg衍射。随着CCAs乳液固含量的降低，Bragg衍射波长红移。
在一定浓度的CCAs乳液中加入单体丙烯酰胺、交联剂N,N-亚甲基双丙烯酰胺和2,2-二乙氧基苯乙酮，光引发聚合，制得包埋有CCAs有序晶格的薄膜，称为PolymerizedCrystallineColloidalArrays(PCCA)。PCCA水凝胶网络上的酰胺基经Mannich反应转化为胺基，得到PCCA-NH2薄膜。PCCA-NH2在不同pH值和离子强度条件下，体积会发生相应的变化，引起水凝胶网络内CCAs晶格面间距发生变化，导致Bragg衍射波长发生移动。
PCCA-NH2水凝胶与生物素活性酯反应得到生物素化的薄膜(PCCA-biotin)。由于生物素-亲和素具有相当高的亲和相互作用，实验中当亲和素浓度小于4mg/L的范围内，随着亲和素量的增加，生成的生物素-亲和素复合物使水凝胶网络中的交联点增加，水凝胶体积发生收缩，导致水凝胶网络内CCAs的晶格面间距变小，Bragg衍射波长蓝移。