정적 및 동적 측정에서 반플루오르화 폴리스티렌 표면의 단백질 부착

단백질 부착 감소는 생의학 및 의료 기기, 바이오센서, 산업 및 환경 시스템을 포함한 다양한 중요한 기술 분야에서 중요한 방오재료 혁신 전략입니다. 본 연구에서는 리소자임과 젖소 혈청 알부민(BSA)을 모델 단백질로 사용하여 중성자 반사계측법(NR)과 석영 크리스털 마이크로밸런스 감쇠법(QCM-D)을 통해 폴리스티렌 기반 박막에서 단백질 부착 거동을 규명하였습니다. 이를 위해 플라즈마 산화 및 기상 증착을 이용한 건식 공정으로 그라데이션 소수성 및 표면 에너지를 가진 반플루오르화 폴리스티렌 박막을 제조하였습니다. 완전 플루오르화된 알킬 사슬이 극히 낮은 표면 에너지를 제공하여 오염물을 차단하는 것으로 알려져 있고 많은 방오 표면 설계에 사용되어 왔음에도 불구하고, 표면 형태와 화학성의 복합 효과로 인해 NR 및 QCM-D 결과에서 단백질-표면 상호작용이 지속적으로 증가하는 현상이 관찰되었습니다. 반대로 친수성 PS 표면에 더 짧은 플루오르화 실란을 증착하면 보다 균일한 나노스케일 플루오르 코팅이 형성되어 초기 단백질 흡착이 감소하고 표면 회복성이 향상되었습니다. 나노패턴화된 반플루오르화 표면에서 크기가 다른 단백질을 비교 분석한 결과, 분자 특성이 표면 상호작용에 미치는 영향이 드러났습니다. 크기가 작고 컴팩트한 리소자임은 더 빠른 흡착 동역학과 높은 표면 피복률을 보였으나 주로 가역적 결합이었으며, 크고 유연한 구조의 BSA는 더 넓고 안정적인 계면층을 형성했습니다. 이 연구는 현재의 방오 전략이 수분 흡수 또는 낮은 표면 에너지 차단 메커니즘으로 인해 극단적인 친수성 또는 초소수성 표면과 연관되는 점에 비해 소수성(물 접촉각 약 90°) 범위 내 단백질 부착에 대한 이해의 공백을 채우며, 현재의 조합적 방오 표면 설계에 대한 심층적 통찰을 제공합니다.