细胞膜表面的糖链具有生物系统识别与粘附、束缚水等系列生物功能,本课题旨在研究系列含糖聚合物接枝修饰高分子微孔膜表面的基础上,发展与完善膜表面仿生修饰的基本方法和理论。阐明微孔膜本体特性、含糖基烯类单体结构、聚合方法等对膜表面接枝聚合的影响规律,揭示出接枝率和接枝链组成与膜表面亲水性、蛋白质吸附与分离、细胞粘附等之间的关系,建立糖基修饰高分子微孔膜表面结构和仿生性能的调控方法;进行结构仿生和功能仿生的组合设计,利用糖基的集束效应和对蛋白质的分子识别使酶在膜表面镶嵌和固定化,探索仿生环境对固定化酶生物活性与稳定性的影响规律;为同时拥有高活性和稳定性的仿生膜的研制提供理论指导,为我国医疗、生物制药、环境保护等高新技术产业的进一步发展提供技术基础,对我国膜科学技术占国际领先地位作出贡献。
项目执行期间,建立了一系列新方法用于构建糖基化聚丙烯微孔膜表面,以实现对细胞膜表面"糖被"层的仿生模拟。主要创新点包括[1] 通过紫外辐照引发含糖单体的接枝聚合,成功地实现了聚丙烯微孔膜表面的糖基化,通过控制接枝条件得到一系列不同接枝密度的糖基化膜,赋予了聚丙烯微孔膜抗非特异性吸附和特异性识别的仿生功能;[2] 分别以甲基丙烯酸-2-氨乙酯盐酸盐、丙烯酰胺和甲基丙烯酸羟乙基酯作为官能单体,实现聚丙烯微孔膜表面的官能化,再利用官能团与糖内脂或乙酰化糖的反应,实现了糖基的固定,得到了糖基化聚丙烯微孔膜;[3] 利用表面引发的原子转移自由基聚合,实现了聚丙烯膜表面的可控糖基化,通过改变表面引发剂的结构,在聚丙烯微孔膜表面引入了链长可控的梳状以及线形含糖聚合物,并可有效地控制含糖聚合物的聚合度,为进一步调控糖基化表面与蛋白质的相互作用提供了可能。完成了"发展与完善常规聚合物微孔膜表面仿生修饰的基本方法和理论;阐明含糖烯类单体在聚合物微孔膜表面接枝聚合的基本规律,以建立糖基修饰聚合物微孔膜表面结构和仿生性能的调控方法;为我国生物化工等高新技术产业的进一步发展提供技术基础"这一课题立项目标。