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利用原子力显微镜(AFM),水接触角测试仪和X射线小角反射等多种表面测试技术,对溶液中瑞氏木酶疏水蛋白HFBII分子在亲水和疏水固体表面的自组装吸附行为及成膜机理进行了实验研究,给出了溶液中蛋白分子在固体表面自组装成膜的示意图模型。同时制作了附着于基片表面的聚四氟乙烯(Teflon)纳米粒子,并研究了其对疏水蛋白HFBII的吸附作用以及HFBII蛋白分子在Teflon纳米粒子表面的脱附行为。
在对溶液中HFBII蛋白分子在亲水和疏水固体表面自组装吸附的研究中,亲水固体采用清洁的石英基片。通过离子束溅射镀膜技术制作表面涂覆Teflon薄膜的石英基片作为疏水固体。将基片在浓度为50 μg/mL的疏水蛋白HFBII水溶液中浸泡使之发生反应,然后分不同的时间取出,通过原子力显微镜直接观察基片表面的形貌变化,水接触角测试仪测量基片表面水接触角的变化以及X射线小角反射测量基片表面的薄膜厚度。实验结果表明溶液中HFBII蛋白分子在亲水和疏水基片表面所形成的薄膜均为单层膜,但自组装的方式并不完全相同,我们分别给出了示意图模型。在固体表面HFBII薄膜的形成是一个二维的成核生长过程。由于HFBII蛋白分子内亲水和疏水区域的极端不对称性,其薄膜的组成单元为HFBII多聚体且呈圆盘型凸起结构。
Teflon纳米粒子对疏水蛋白HFBII的吸附作用,我们也进行了研究。首先通过严格控制离子束溅射的反应时间,制作Teflon纳米粒子使之附着于清洁石英基片表面。将所制基片在浓度为50 μg/mL的疏水蛋白HFBII水溶液中浸泡使之发生反应,然后分不同的时间取出,通过原子力显微镜直接观察基片表面的形貌变化和水接触角测试仪测量基片表面水接触角的变化,认为Teflon纳米粒子对HFBII蛋白分子在其表面的吸附生长有异相成核的作用。同时,Teflon纳米粒子的体积大小,即表面曲率决定了其吸附HFBII蛋白分子能力的大小。
对表面附着Teflon纳米粒子且吸附了HFBII蛋白分子的石英基片进行超声处理,通过原子力显微镜直接观察基片表面的形貌变化和水接触角测试仪测量基片表面水接触角的变化,发现此物理方法可以使被Teflon纳米粒子吸附的HFBII蛋白分子脱附。因此本实验所制得表面附着Teflon纳米粒子的石英基片有望应用于疏水蛋白HFBII的分离提纯技术。