Полимерные монолитные материалы для биочипов с контролируемой пористостью и различными реакционноспособными группами

• Автор: Синицына, Екатерина Сергеевна
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 141 с. : ил.

Список сокращений
БСЛ - бычий сывороточный альбумин ГДМА — глицерин-1,3-диметакрилат ГМА - глицидилметакрилат ГЭМА- 2-гидроксиэтилметакрилат ДГПМА — дигидроксипропилметакрилат ДНКаза I— дезоксирибонуклеаза I ДМАП - 4-(диметиламино)-пиридин ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота ДТТ - дитиотреитол ДВБ — дивинилбензол КДИ - карбодиимид
кДНК-комплементарная дезоксирибонуклеиновая кислота К— коэффициент изменчивости MB - муковисцидоз
НХЦБ — натрий-хлоридно-цитратный буфер ПДМС — полидиметилсилаксан ПС - полистирол
ПЦР - полимеразная цепная реакция ПЭГ - полиэтиленгликоль СИТР- соевый ингибитор трипсина СТ — стирол
РНК - рибонуклеиновая кислота
ФСБ - фосфатно-солевой буфер
ЦЭМА - 2-цианоэтилметакрилат
ЭДМА — этиленгликольдиметакрилат
Х~ параметр взаимодействия Флори-Хагинса
<5 — параметр растворимости
CF — cysticfibrosis
CFTR - cystic fibrosis transmembrane conductance regulator dNTP's — deoxyribonucleotide triphosphates
IgG - иммуноглобулин G
MES - 2-(М-морфолин)-этансульфоновая кислота
ОГЛАВЛЕНИЕ
Список сокращений
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
IЛ Формирование сильно сшитых полимерных сеток с постоянными поровыми характеристиками
1.2 Фазовое разделение в синтезе сшитых систем
1.2.1 Модели фазового разделения (макро- и микросинерезис)
1.3 Влияние процесса сшивки на формирование поровой структуры
1.3 Л Механизм формирования пор в полимерных частицах
1.3.2 Влияние времени реакции на формирование поровой структуры полимерных частиц
1.4 Полимерные монолиты
1.4.1 Особенности полимеризации в массе
1.5 Влияние параметров синтеза на норовую структуру полимерных монолитов
1.5.1 Влияние времени полимеризации
1.5.2 Температура
1.5.3 Влияние порообразующих агентов
1.5.4 Мономеры
1.5.4.1 Влияние сшивающего агента
1.5.4.2 Функциональные мономеры
1.6 Введение в структуру твердых фаз реакционноспособных групп
1.7 Методы синтеза монолитов
1.7.1 Полимеризация
1.7.1.1 Свободно-радикальная полимеризация
1.7.1.2 Полимеризация с раскрытием цикла
1.7.2 Поликонденсация
1.7.3 Получение монолитов из ранее синтезированных полимеров
1.8 Основные области применения полимерных монолитных материалов
1.9 Технология микрочипов: основные принципы
1.9.1 Материалы, используемые для создания платформ микрочипа
1.9.1.1 Двумерные носители
1.9.1.2 Трехмерные носители
ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Материалы
2.2 Оборудование
2.3 Методы
2.3.1 Получение пластин на основе стеклянной поддерживающей среды и мегакрилатного монолита
2.3.2 Синтез ГМА-ЭДМА сополимера
2.3.3 Синтез сополимеров ГЭМА-ГДМА, ГМА-ГДМА и ЦЭМА-ГДМА
2.3.4 Модификация монолитного ГМА-ЭДМА сополимера
2.3.4.1 Кислотный гидролиз эпоксидных групп ГМА-ЭДМА сополимера
2.3.5 Иммобилизация модельных белков на поверхности модифицированной полимерной матрицы
2.3.5.1 Характеристики и подготовка стационарных фаз
2.3.5.2 Иммобилизация белка
2.3.7 Применение макропористых гидрофильных полимерных материалов в чип-анализе
2.3.7.1 Сравнительное исследование разработанных материалов с использованием модельной биокомплемептарной пары белков
2.3.8. Анализ белков и ДНК на повехности стеклянных пластин
2.3.8.1 Анализ белков на стеклянных чипах
2.3.8.2 Анализ ДНК на стеклянных чипах

Поскольку сама полимерная матрица частично абсорбирует УФ облучение, фотоипициируемый процесс эффективен только для случаев тонких слоев монолитных материалов.
1.7 Методы синтеза монолитов
1.7.1 Полимеризация
1.7.1.1 Свободно-радикальная полимеризация
Термоиишршруемый процесс
Макропористые монолитные матрицы впервые получены с использованием метода гермоинициирумой полимеризации в блоке в конце 80-х — начале 90-х годов прошлого века [1, 2, 30, 771. Тогда же была предложена экспериментальная схема процесса, заключающаяся в том, что в форму выбранной г еометрии вносится полимеризационная смесь (мономеры, инициатор и порообразующие вещества) и синтез проводится при фиксированной температуре. После завершения полимеризации порообразующие растворители, непрореагировавшие мономеры и избыток инициатора удаляют посредством промывания пористой матрицы. Время синтеза варьируется в зависимости от природы инициатора и температуры.
Потшеризация в обратной эмульсии
Получение макропористых материалов осуществляют в системе вода-масло, в которой используют водорастворимый инициатор и маслорастворимые мономеры и поверхностно-активные вещества [78, 79]. Процесс проводят при повышенной температуре и интенсивном перемешивании. Конечный продукт характеризуется структурой, представленной на Рисунке 13. Один из первых материалов описываемого типа был получен при сополимеризации стирола с дивинилбепзолом. Было установлено, что низкое содержании сшивающего агента (дивинилбензола), как правило, приводит к формированию твердых матриц с удельной площадью поверхности менее 5 м2/г. Увеличение доли сшивателя до 20% позволило синтезировать образцы с площадью поверхности порядка 30 м2/г, а введение порообразующего растворителя толуола увеличивало данный параметр до величины более 350 м2/г [80].
Особенностью описываемого метода является содержание в реакционной системе сравнительно небольшого количества мономеров и высвобождение ограниченного