超分子层状结构 界面及生物医学功能

第1章 层层组装及动态特征 1

1.1 背景 1

1.2 层层组装方法的产生与发展 2

1.3 聚电解质层层组装的动态特性 4

1.3.1 聚电解质多层膜的环境依赖性 4

1.3.2 具有刺激响应功能的层层组装多层膜 7

1.3.3 聚电解质分子链动态扩散和层层组装多层膜指数增长 14

1.4 层层组装构筑动态智能仿生薄膜的进展 20

1.4.1 层层组装多层膜的界面微纳仿生构筑 20

1.4.2 层层组装多层膜的动态自愈合功能 23

1.4.3 层层组装多层膜内生物活性物质的动态负载与释放 25

1.4.4 层层组装构建动态仿细胞外基质界面 26

参考文献 31

第2章 快速组装与厚膜技术 39

2.1 引言 39

2.2 层层组装膜的快速构筑方法 40

2.2.1 旋涂-层层组装 40

2.2.2 喷涂-层层组装 43

2.2.3 指数增长的层层组装 47

2.2.4 聚合物复合物的层层组装 49

2.3 快速构筑的功能性层层组装厚膜 59

2.3.1 高负载量的层层组装厚膜 59

2.3.2 高机械性能的层层组装厚膜 62

2.3.3 智能型层层组装自支持膜 65

2.4 结论与展望 69

参考文献 70

第3章 有序及图案化高分子复合膜 74

3.1 图案化高分子复合膜的研究进展 74

3.2 高分子复合膜的制备方法及图案化方法 75

3.2.1 高分子复合膜的制备方法 75

3.2.2 高分子复合膜的图案化方法 78

3.3 二维多级图案化高分子复合膜的制备 82

3.3.1 仿生非紧密堆积的胶体晶体阵列的制备方法 83

3.3.2 二维多级图案化聚合物刷复合膜的制备与光学性质调控 84

3.4 有序及图案化高分子复合膜的功能性研究 90

3.4.1 图案化高分子复合膜用于减反射、增透、表面亲疏水性质调控 90

3.4.2 图案化聚合物刷复合膜作为智能基底调节生物细胞黏附生长行为 96

3.4.3 图案化高分子复合膜作为传感器 101

3.5 高分子复合膜从一维到三维的有序构筑 104

3.5.1 多层复合膜体系——一维光子晶体 105

3.5.2 有机／无机杂化智能一维光子晶体复合膜在可视检测上的应用 106

3.5.3 图案化多层高分子复合膜——向三维结构迈进 110

3.6 结论与展望 113

参考文献 114

第4章 单分子力谱与超分子结构 119

4.1 分子间相互作用的定量检测 120

4.1.1 DNA与小分子的嵌入作用 120

4.1.2 π-π相互作用 122

4.1.3 电荷转移相互作用 124

4.1.4 SSB与单链DNA相互作用 124

4.1.5 疏基-金相互作用 126

4.1.6 分子马达 127

4.1.7 高分子界面吸附 129

4.1.8 超分子聚合物的表征 133

4.2 基于聚合物力学指纹谱的超分子相互作用检测 134

4.2.1 双链DNA力学指纹谱 134

4.2.2 蛋白质解折叠力学指纹谱 138

4.3 超分子组装体中相互作用研究 141

4.3.1 合成超分子组装体中相互作用研究 141

4.3.2 生物超分子组装体中分子间相互作用研究 146

4.4 纳米可控组装与功能材料 149

4.4.1 纳米可控组装 149

4.4.2 从蛋白质单分子力谱到生物材料 154

4.5 结论与展望 156

参考文献 156

第5章 层层组装与药物控释 160

5.1 引言 160

5.2 层层组装构建药物控释涂层材料的方法 161

5.2.1 药物分子直接组装制备药物控释涂层 161

5.2.2 基于药物分子扩散功能制备药物控释涂层 164

5.2.3 通过大分子前体药物组装制备药物控释涂层 165

5.2.4 将超分子预组装和层层组装结合制备药物控释涂层 165

5.3 层状多层膜药物涂层的控释行为 171

5.3.1 基于多层膜结构调控的药物控释行为 171

5.3.2 基于多层膜刺激响应特点的药物控释行为 175

5.4 多层膜药物控释功能涂层的研究 179

5.4.1 多层膜抗菌功能涂层 180

5.4.2 基因传递功能涂层的研究 183

5.5 结论与展望 184

参考文献 185

第6章 多层膜理化性质调控及细胞响应 192

6.1 引言 192

6.2 多层膜化学结构的调控及细胞响应 193

6.2.1 本体化学组成 193

6.2.2 表面化学组成 197

6.3 物理性质的影响 200

6.3.1 机械性质 200

6.3.2 拓扑形貌 206

6.4 多层膜图案化及细胞响应 207

6.4.1 自组装多层膜的图案化 207

6.4.2 梯度多层膜 212

6.5 结论与展望 213

参考文献 214

第7章 层层组装：细胞和组织再生微环境仿生构筑的新手段 222

7.1 细胞外基质与组织再生微环境 222

7.2 层层组装固定细胞外基质分子 223

7.2.1 细胞外基质分子的生物性能 223

7.2.2 细胞外基质分子多层膜 224

7.2.3 细胞生长因子的活性负载与固定 227

7.2.4 细胞外基质分子修饰多层膜 230

7.3 层层组装多层膜模拟细胞外基质物理机械性能的研究 232

7.3.1 细胞外基质物理机械性能对细胞功能的影响 232

7.3.2 层层组装多层膜硬度调控细胞功能的研究 233

7.3.3 层层组装多层膜硬度与其他因素协同调控细胞功能的研究 237

7.4 层状生物制造：从二维到三维细胞结构的构造策略 238

7.4.1 研究三维细胞结构的意义 238

7.4.2 层状生物的构造策略 239

7.5 结论与展望 241

参考文献 242

第8章 层层组装与血管再生 248

8.1 心血管医用材料的研究现状 248

8.2 血管的层状结构和仿生学依据 249

8.3 生物分子层状仿生固定：从抗凝血到多分子协同功能界面 252

8.4 生物分子层状膜区域控释：从药物、活性因子到基因策略 253

8.5 多层膜区域物理机械性能 256

8.6 层状超薄膜在心血管细胞片技术中的应用 257

8.7 层状超薄膜作为心血管冠脉支架多功能涂层的研究：从体外到体内 261

8.8 结论与展望 264

参考文献 264

第9章 层层组装微胶囊的制备及其生物医学应用 268

9.1 绪论 268

9.2 LBL组装多层膜微胶囊的新制备方法 269

9.2.1 基于氢键作用的多层膜微胶囊的交联 269

9.2.2 基于共价键作用的微胶囊 271

9.2.3 基于生物特异性相互作用的微胶囊 273

9.3 通过LBL组装的衍生方法提高微胶囊的制备速度和规模 275

9.3.1 可控沉积 276

9.3.2 核诱导的聚电解质原位沉积 276

9.3.3 模板表面聚合 277

9.3.4 多孔模板的渗透和交联 278

9.4 具有多室结构的微胶囊 279

9.5 微胶囊的形状转变 280

9.6 生物医学应用 282

9.6.1 药物载体 282

9.6.2 生物传感器 287

9.6.3 生物反应器 290

9.7 结论与展望 293

参考文献 294

索引 306