新芝生物丨紫外交联仪在双层膜制备方面的应用（实验过程解析）

01实验目的

以PVA为表层，PDMS 为下层构建⼀种具有水响应性表面的 PVA/PDMS 双层复合膜结构。通过两步旋涂法在基底上制备PVA/PDMS双层膜。⾸先旋涂PDMS层并加热固化，然后旋涂PVA与光敏剂苯甲酸钠（NaB，⽤于引发紫外交联反应）的混合溶液，并进行紫外交联。

02实验步骤

STEP1

PDMS层的制备：以PVA为表层，PDMS 为下层构建⼀种具有水响应性表面的 PVA/PDMS 双层复合膜结构。通过两步旋涂法在基底上制备PVA/PDMS双层膜。⾸先旋涂PDMS层并加热固化，然后旋涂PVA与光敏剂苯甲酸钠（NaB，⽤于引发紫外交联反应）的混合溶液，并进行紫外交联。

STEP2

PDMS表面的改性：第一步制备得到的PDMS表面具有疏水性,而PVA是一种亲水性聚合物，为了增强PDMS-PVA 层间的粘附性，在旋涂PVA 层前首先通过氧气等离子体清洗和活化PDMS表面(处理时间 45s，等离子体发生器频率 13.56Hz，功率 30W)。氧等离子体处理生成的大量氧自由基可以增强PDMS表面的亲水性，使 PVA 溶液更容易铺展在 PDMS 表面，并提高二者界面的亲和性。

STEP3

PVA层的制备：首先将PVA与NaB按94:6的质量比溶于80°C的去离子水配置成浓度为150mg/mL的混合溶液；然后将混合溶液滴加在经过氧等离子体处理的PDMS表面，在1000rpm下旋涂60s成膜后，将样品在60C下加热1h烘干水分。

STEP4

PVA层的制备：将充分干燥的PVA/PDMS复合薄膜用紫外交联仪(紫外波长 254nm,能量密度~5mW/cm2)交联2h,得到复合薄膜样品PVA150-6/PDMS50。紫外交联过程中，需要在交联仪腔体内放置无水氯化钙以保持较低的环境湿度。

03实验结果

PVA的紫外交联

聚合物在光子的辐照下可以发生交联，它与光引发聚合相似，是一种自由基反应。PVA在紫外光下的交联反应由光敏剂 NaB 间接引发。如图a，NaB首先吸收 254nm的紫外光形成自由基，形成的自由基夺取PVA链(M)上的叔氢原子，生成链自由基(M·，最后链自由基发生偶合形成新的连接键。PVA 在紫外交联后由线型分子变为不溶、不熔的网络结构，它在交联前后组成结构的变化难以直接表征。因此,交联反应的程度通过光敏剂的消耗来确定。图b为交联前后PVA薄膜的ATR-FTIR谱图(NaB的含量为6wt%)，交联前的谱图中，薄膜在1597cm-1和1553 cm-1处存在特征吸收峰，分别对应 NaB 苯环上的C=C伸缩振动和羧酸根的不对称伸缩振动:紫外交联后，上述两处NaB的特征吸收峰完全消失，证明光敏剂在交联过程中已经完全消耗。

04紫外交联仪

SCIENTZ03-II-PRO

新芝生物 SCIENTZ03系列紫外交联仪 是一种多用途的254nm紫外辐射系统，主要用于将核酸交联固定于膜上。使用本仪器可在30-60秒之内将核酸固定于杂交膜上， 且杂交信号比传统烘烤法提高5-10倍。另外，该仪器还可用于琼脂糖凝胶中DNA的切割、RecA突变筛选、嘧啶二聚体产生的部分限制性内切酶消化、UV灭菌消除PCR污染等。紫外交联仪中配置一种紫外能量程序（Joules/cm2），即其中的时间积分仪连续监测紫外光的照射。紫外交联仪当能量吸收值达到设定值时，紫外交联仪照射将自动停止。