TiO2納米管陣列粗糙度調控及其與蛋白相互作用

吳娜，董依慧，吉曉燕，皇甫長安，陸小華

（1 南京工業大學材料化學工程國家重點實驗室，江蘇南京210009； 2呂勒奧工業大學能源工程系，瑞典呂勒奧97187）

引 言

蛋白分子與載體材料表面之間的相互作用具有高度的復雜性，涉及到工程學、材料學、生物學等跨學科研究領域[1]，推動著如人造器官的抗污染特性[2]，液相色譜柱分離蛋白[3]，以及電化學生物傳感和藥物運輸中酶的固定化[4]等領域的發展。一系列不同應用和現象背后的本質在于蛋白分子與載體材料表面之間的相互作用的大小不同，因此，調控兩者之間的相互作用對于控制生物分子的作用行為至關重要[1,5]。

當生物材料進入到生理體系中，材料的表面結構性質對蛋白分子在表面的相互作用有著重要的影響。材料結構性質，主要包括形狀、孔結構和表面粗糙度。例如Tang 等[6]通過調整硅前驅體和表面活性劑的摩爾比，進而控制二氧化硅顆粒形貌，從球形、棒狀到蠕蟲狀結構，不同形狀顆粒比表面積不同，藥物運輸的能力也不同。Bayne 等[7]分析孔材料孔隙直徑和酶負荷值之間的關系，發現當孔徑小于10 nm，由于酶在進入孔時受到物理限制，載量較小，當孔徑大于100 nm，由于可用表面積減少，酶載量也會下降，在10～100 nm 的孔徑范圍內，隨著孔徑的增大，酶載量水平會降低。Huang等[8]通過對鈦片表面噴砂處理，再采用強酸腐蝕，得到具有納米粗糙度的結構，并在界面上培養細菌，發現具有納米粗糙結構的表面具有很強的抗細菌功能。這些不同結構的本質主要是固體材料與蛋白分子的有效接觸面積的不同，接觸面積不同進而產生不同的相互作用及性能。因此，調節材料表面結構可以實現蛋白分子與固體表面相互作用的調控。

在一系列載體材料中，TiO2納米管(TiO2nanotube arrays,TNAs)在具有TiO2材料的優點，如優異的生物相容性、機械穩定性好的同時[9-12]，還具有納米形貌可調、形貌高度規整有序等特點，成功運用到如光電催化[13-14]、電化學生物傳感[15-16]、抗菌涂層[17]、醫學植入材料[18]等領域。目前制備TNAs 的方法有多種[19-21]，其中陽極氧化法由于方法簡單，過程簡練，而受到廣泛關注。當氧化電壓越大時，制備得到的TNAs 管徑越大[22]。然而，隨著電壓的增加，TNAs的粗糙度也大大增加，粗糙度主要來源于制備過程形成的大范圍裂紋以及管徑的高低不均勻性，導致高電壓下制備得到的納米管性能降低[23]。因此如何合理有效地調控納米管表面的粗糙度，進而實現其表面結構性能的有效提高尤為重要。文獻[24]報道陽極氧化法利用電解液腐蝕生成TNAs，電解液組分包括氟化銨、乙二醇和水，其中氟離子作為主要腐蝕劑，能有效定向調節TNAs 的表面結構，包括孔徑、壁厚，有望作為調控納米管表面粗糙度的一種手段。

通常情況下，判斷生物蛋白在載體表面的吸附強弱主要通過宏觀吸附量的大小[25-27]，然而宏觀吸附量只是一種簡單的定性分析相互作用強弱的手段，需要借助其他一些高效實驗手段來表征生物蛋白與載體表面的相互作用。表征蛋白與固體表面相互作用的手段有多種，如液相色譜[28]、電化學傳感[29]、表面拉曼增強[30]等，而原子力顯微鏡(atomic force microscopy,AFM)作為表征材料表面三維結構以及表面力學性質的有效儀器[31]，可以通過自組裝將蛋白分子固定在AFM 探針上直接用來表征蛋白分子與復雜固體表面相互作用力的大小[32-33]。本課題組前期采用AFM 定量研究了介孔TiO2與不同蛋白相互作用，并獲得了單個蛋白分子與介孔TiO2表面在復雜條件下的作用力[22,34-36]，奠定了利用AFM定量研究蛋白與固體表面相互作用的基礎。基于此，本文的工作主要通過調節電解液中氟離子的濃度來制備不同粗糙度的TNAs，進一步采用AFM 表征其形貌及粗糙度，并基于AFM 的力學表征特性，研究納米管表面力學性能。同時，將蛋白自組裝修飾到探針針尖，形成蛋白團簇，測試該團簇與材料表面黏附力，研究粗糙度對生物分子與TNAs 表面相互作用影響。

1 實驗部分

1.1 材料

金屬鈦片(0.25 mm)，99.7%，Sigma-Aldrich；砂紙，50 μm；氟化銨(NH4F)，ACS，98%；乙二醇(C2H6O2)，分析純，上海試四赫維化學有限公司；無水乙醇(C2H6O)，分析純，上海凌峰化學試劑有限公司；商業可用純凈水；細胞色素C(Cytochrome C，Cyt C，尺寸：2.6 nm×3.2 nm×3.3 nm，分子量：12400)，北京拜爾迪生物有限公司；巰基十六烷基酸(HS(CH2)15COOH, 90%)，上海Sigma-Aldrich Trading Co.Ltd.公司；二甲基甲酰胺(DMF，無水)，三乙胺(C6H15N，99%),三氟乙酸酐(C4F6O3，98%)均購于上海J&K Scientific 公司；二氯甲烷(CH2Cl)，分析純，國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 TNAs的制備

TNAs 的制備方法采用Grimes[20]提出的恒電位陽極氧化法，具體過程如下：金屬鈦片作為基底，將鈦片裁剪成1 cm×3 cm 的長方形，用砂紙打磨掉表面的TiO2層，在純凈水和無水乙醇中分別超聲清洗15 min，重復交替3 次后，常溫下用氮氣吹干密封保存，作為陽極基底備用。電解液采用乙二醇作溶劑，0.4%(質量)氟化銨作腐蝕劑，并含有1%(質量)的純凈水。電解池中盛放75 ml 上述電解液，預處理后的鈦片做陽極，鉑片做陰極。采用兩步陽極氧化法，先在8 V 電壓下反應12 h，后分別在15、25、35、45 V 下反應12 h，將制得物在乙二醇中超聲清洗45 min，再用無水乙醇沖洗兩次，于60℃烘箱中烘干，再采用高溫退火處理，馬弗爐于初始溫度20℃下以2℃·min-1速度升高到500℃，焙燒2 h 后自然冷卻，密封干燥保存。

本文通過改變電解液中氟離子的濃度來調節TNAs 表面的粗糙度，因此，同時制備了不同氟離子濃度下的TNAs，制備方法同上，僅將氟化銨的濃度分別變為0.3%、0.2%(質量)。因此，基于不同氟離子濃度下制備得到的樣品命名為：0.4-TNA-15V、0.4-TNA-25V、0.4-TNA-35V、0.4-TNA-45V、0.3-TNA-15V、0.3-TNA-25V、0.3-TNA-35V、0.3-TNA-45V、0.2-TNA-15V、0.2-TNA-25V、0.2-TNA-35V、0.2-TNA-45V。

1.3 材料表征

X 射線粉末衍射(XRD，Bruker D8 Adavance)用于表征材料晶體結構，工作電流、電壓分別為40 mA和40 kV，掃描速度為0.02(°)·min-1，范圍為10°～60°；掃 描 電 子 顯 微 鏡(FESEM，Hitachi S-4800，Japan)用于表征材料的表面結構形貌，放大倍數1000～200000，加速電壓5 kV；原子力顯微鏡(atomic force microscopy，AFM，Bruker ICON)用于表征材料表面三維形貌(輕敲模式)及力學測試(接觸模式)；激光拉曼光譜(Raman，Horiba Labram HR800)用于表征材料表面組成信息，采用He-Cd 激光，激光波長為514 nm，激光功率為10 mW，掃描范圍100～800 cm-1。

1.4 Cyt C修飾AFM探針

AFM 探針選為表面覆蓋Au 的氮化硅探針(NPG-10,彈性系數在0.05～0.5 N·m-1，針尖曲率半徑約為20 nm)，將探針浸泡在溶劑為50%(體積)的無水乙醇溶液的1 mmol·L-1巰基十六烷基酸溶液中，于37℃的烘箱中避光放置12 h。隨后取出探針，用無水乙醇清洗表面3～4 次，自然風干。隨后將探針放置在0.28 ml 三乙胺、0.14 ml 三氟酸酐和9.58 ml二甲基甲酰胺的混合溶液中，室溫下浸泡20 min[37]。然后取出探針，用二氯甲烷清洗3次，自然風干。最后，配制pH 為7.2 的磷酸緩沖鹽(phosphate buffer saline,PBS)溶液體系下的2 mg·ml-1的Cyt C溶液，將探針浸泡到上述PBS 緩沖體系下的蛋白溶液中12 h,隨后用緩沖溶液清洗，自然風干，即可得到修飾Cyt C的探針。

1.5 AFM黏附力測試

在室溫、大氣狀態下，使用接觸模式進行AFM黏附力的測試，主要包括采用AFM 探針(SNL-10，彈性系數在0.06～0.35 N·m-1)直接測試材料表面黏附力，以及采用Cyt C 修飾后AFM 探針測試Cyt C 與材料表面黏附力。測試步驟分兩步，第一步矯正探針彈性系數，首先選擇藍寶石為基底，在掃描速率為1.0 Hz 下掃完一張圖，獲得偏轉靈敏度(deflection sensitivity)，接著進行熱調(thermal tune)，獲得矯正后的探針的彈性系數，最后可將電壓信號(V)轉換為力的單位(N)。第二步將藍寶石換為待測樣品，在掃描速率為1.0 Hz，掃描范圍為2 μm×2 μm 下掃完一張圖，黏附力的測得主要根據力曲線獲得[37]。在掃描圖中選取100 個點做100 個力曲線用于獲得平均黏附力。

2 結果與討論

2.1 TNAs的組成分析

采用XRD 表征三種不同氟離子濃度下制備得到的四種外加電壓下(15、25、35、45 V)的TNAs 的晶相。圖1(a)～(c)分別是0.4%、0.3%、0.2%(質量)氟離子濃度下TNAs 的XRD 譜圖，其中在25.3°、37.7°和48.0°均出現了明顯的衍射峰，分別對應的是TiO2的101、004 和200 晶面，為典型銳鈦礦相。同時，可以發現銳鈦礦相峰的強度隨著外加電壓的升高逐漸增強，說明樣品中銳鈦礦相的含量逐漸增加，無定形的含量逐漸減少。另外，由于TNAs 的制備基底為Ti基底，因此，在TNAs的XRD譜圖上還會存在少許Ti的峰，隨著電壓的增加，制備的管越長，XRD 譜圖上Ti的峰越來越弱，這是由于XRD在Ti上的衍射穿透深度越來越弱所導致[22]。

圖1 不同氟離子濃度和電壓下制備TNAs的XRD譜圖Fig.1 XRD patterns of TNAs prepared at different F-concentrations and voltages

圖2(a)～(c)分別是0.4%、0.3%、0.2%(質量)氟離子濃度下TNAs 的Raman 譜圖。由圖中可以發現，峰出現的 位 置分別在145.2、398.1、519.6、641.7 cm-1，進一步說明制備得到的TNAs 均是穩定的銳鈦礦晶型，同時發現銳鈦礦相峰的強度隨著外加電壓的增大逐漸增強，說明樣品中銳鈦礦相的含量逐漸增加，與XRD譜圖中的結果一致。

采用AFM 對TNAs 表面形貌及粗糙度進行表征。圖3 是0.4%(質量)氟離子濃度下的四個外加電壓(15、25、35、45 V)下的TNAs 的2D 以及表面高度圖。從2D 圖可以發現，隨著陽極氧化電壓的增加，TNAs 的管徑增加。另外，隨著氧化電壓的增加，TNAs 的粗糙度增加，通過均方根(root-mean-square,RMS)處理得到15、25、35、45 V 電壓下制備得到的TNAs 粗糙度分別約為23.2、47.5、61.4、85.2 nm(表1)。同時，發現表面高度圖的起伏程度也隨著電壓的增大而增大，波谷深度從約90 nm到350 nm，即裂紋導致的起伏越來越明顯，這也是粗糙度逐漸增加的原因。

圖4 是0.3%(質量)氟離子濃度下的四個外加電壓下的TNAs 的2 D 以及表面高度圖。可以發現，TNAs的管徑隨著陽極氧化電壓的增加而增大，粗糙度也增加，處理得到四個電壓下的TNAs 粗糙度分別約為21.4、44.9、55.1、65.3 nm(表1)。同時，表面高度圖的起伏程度同樣隨著電壓的增大而增大，波谷深度從約50 nm 到200 nm。另外，和圖3 比較，在同一電壓下，0.3%(質量)氟離子濃度下的TNAs 表面粗糙度值降低，同時高度圖的起伏程度比0.4%(質量)氟離子濃度下的小，說明通過降低氟離子濃度可以減小納米管表面粗糙度以及高低起伏程度。這是因為TNAs 的生成分為三個階段：TiO2氧化膜的形成，多孔氧化膜的形成，納米管的形成，氟離子主要作用在多孔氧化膜的形成階段，能刻蝕鈦基底表面和溶解生成的TiO2阻擋層，將表面由點蝕坑形貌逐漸變為蜂窩狀結構[38]，因此氟離子濃度減小，表面腐蝕程度降低，從而影響TNAs表面的粗糙結構。

圖2 不同氟離子濃度和電壓下制備TNAs的Raman譜圖Fig.2 Raman spectra of TNAs prepared at different F-concentrations and voltages

圖5 是0.2%(質量)氟離子濃度下的四個外加電壓下的TNAs 的2 D 以及表面高度圖。同樣發現，TNAs的管徑隨著陽極氧化電壓的增加而增大，粗糙度同樣增加，處理得到四個電壓下的TNAs 粗糙度分別約為14.4、36.7、37.0、63.8 nm(表1)，粗糙度值相比0.3%(質量)氟離子濃度下的TNAs 明顯降低。同時，表面高度圖的起伏程度雖隨著電壓的增大而增大，但在同一電壓下，0.2%(質量)氟離子濃度下的TNAs 表面高度圖的起伏程度最小，波谷深度從約20 nm 到150 nm 左右，明顯發現納米管的高低起伏的不均勻性得到改善，進一步驗證了采用氟離子濃度的調控可以實現納米管表面粗糙度以及高低起伏平整度的調控。

將不同氟離子濃度下制備得到的TNAs 粗糙度值匯總在表1 中，可以發現，當氟離子濃度一定時，隨著氧化電壓增大，制備得到的TNAs 粗糙度增大；同時，在外加電壓一定的情況下，降低氟離子濃度，TNAs表面粗糙度有所降低。進一步分析，在氧化電壓較低的情況下(如15 V 和25 V)，氟離子濃度的改變對粗糙度的影響不及高電壓下(如35 V 和45V)的明顯，尤其在35 V時，氟離子濃度從0.4%(質量)降到0.2%(質量)，TNAs 粗糙度降低了將近一半。由此可見，通過調控電解液中氟離子的濃度，可以實現TNAs的表面粗糙度的有效調控。

采用FESEM 對TNAs 進行形貌表征。圖6 是0.4%(質量)氟離子濃度下的TNAs 的FESEM 圖(500 nm 和5 μm 掃描范圍)。通過FESEM 圖(500 nm 掃描范圍)可以發現，隨著氧化電壓增加，制備得到的TNAs 的管徑增加，15、25、35、45 V 電壓制備得到的TNAs 的管徑分別約為24.7、51.1、65.7、91.6 nm(表2)。同時，通過FESEM 圖(5 μm 掃描范圍)可以發現，隨著外加電壓增大，TNAs表面平整度變差，這和AFM表征的粗糙度結果一致。

圖7 是0.3%(質量)氟離子濃度下的TNAs 的FESEM 圖(500 nm 和5 μm 掃描范圍)。通過FESEM圖(500 nm 掃描范圍)發現，隨著氧化電壓增加，制備得到的TNAs 的管徑增加，15、25、35、45 V 電壓下制備得到的TNAs 的管徑分別約為23.1、49.9、65.0、87.2 nm(表2)。同時，通過比較FESEM 圖(5 μm 掃描范圍)，外加電壓增大，TNAs 表面平整度變差。另外，和圖6相比較，在同一電壓下，0.3%(質量)氟離子濃度下的TNAs 的管徑與0.4%(質量)氟離子濃度下的相比變化不大，但是表面平整度變好，與AFM 表征的粗糙度結果一致。

圖3 0.4%(質量)氟離子濃度下不同電壓制備TNAs的AFM 2D以及高度圖Fig.3 AFM topographical and corresponding height images of TNAs prepared with different voltages at 0.4%(mass)F-concentration

圖4 0.3%(質量)氟離子濃度下不同電壓制備TNAs的AFM 2D以及高度圖Fig.4 AFM topographical and corresponding height images of TNAs prepared with different voltages at 0.3%(mass)F-concentration

表1 不同外加電壓以及氟離子濃度下TNAs粗糙度Table 1 Roughness of TNAs under different applied voltages and F-concentrations

圖5 0.2%(質量)氟離子濃度下不同電壓制備TNAs的AFM 2D以及高度圖Fig.5 AFM topographical and corresponding height images of TNAs prepared with different voltages at 0.2%(mass)F-concentration

圖8 是0.2%(質量)氟離子濃度下的TNAs 的FESEM 圖(500 nm 和5 μm 掃描范圍)。通過FESEM圖(500 nm 掃描范圍)發現，隨著氧化電壓增加，制備得到的TNAs 的管徑增加，15、25、35、45 V 電壓下制備得到的TNAs 的管徑分別約為21.5、48.7、62.3、78.8 nm(表2)。同時，通過比較FESEM 圖(5 μm 掃描范圍)，外加電壓增大，TNAs 表面平整度也變差。另外，和圖7相比較，在同一電壓下，0.2%(質量)氟離子濃度下的TNAs 的管徑在電壓較小的情況下變化不大，但表面平整度得到改善，裂紋明顯減少，和前面AFM表征的粗糙度結果一致。

將不同氟離子濃度以及電壓下的TNAs 的壁厚、管徑列于表2中。結果發現，當氟離子濃度相同時，TNAs 的管壁隨外加電壓的增大而變薄；當制備電壓一定時，隨著氟離子濃度的降低，TNAs 的壁厚增加。說明氟離子濃度的降低在減小表面粗糙度的同時，增加了壁厚。當電壓固定時，隨著氟離子濃度的降低，管徑減小，但是變化較小，其主要由于壁厚的增加導致管徑有所減小。

TNAs 的管長對其性能也有一定影響，因此，同時采用FESEM 對TNAs 管長進行表征，測得不同外加電壓以及氟離子濃度下TNAs 管長，結果匯總于表3。可以發現，同一氟離子濃度下，管長隨著電壓增大而增大；而同一電壓下，不同氟離子濃度下制備的TNAs 管長幾乎相等，說明改變氟離子濃度對管長的影響可忽略。

2.2 AFM測試探針與TNAs黏附力

黏附力測試在AFM接觸模式下進行，AFM測得的黏附力的大小與針尖和樣品之間的接觸面積相關，接觸面積越大，探針脫離表面所需要克服的力就增加，因此獲得的黏附力也增加。為了獲得統計學意義，探針與每個樣品之間的黏附力測試了100個位置的力曲線，獲得100個黏附力，并做成統計分布圖。

將探針在不同氟離子濃度和外加電壓下制備得到的TNAs表面(2 μm×2 μm)黏附力分布圖通過高斯方程擬合，以35 V 的數據處理為例，如圖9 所示。使用擬合得到的峰位置和半峰寬分別作為平均黏附力和誤差值，將結果列于表4 中。表4 同時列出了處理得到的壁面積比率。結果發現，同一氟離子濃度下，35 V 下TNAs 表面黏附力皆最大，這是由于此時壁面積比率最大，探針與TNAs 有效接觸面積達到最大；而外加電壓一定時，隨著氟離子濃度降低，納米管表面粗糙度減小，壁面積比率值增加，探針與TNAs 有效接觸面積增大，因而黏附力也增大。

表2 不同外加電壓以及氟離子濃度條件下TNAs壁厚及管徑Table 2 Wall thickness and diameter of TNAs under different applied voltages and F-concentrations

圖6 0.4%(質量)氟離子濃度下不同電壓制備得到TNAs的FESEM 圖像Fig.6 FESEM images of TNAs prepared with different voltages at 0.4%(mass)F-concentration

圖7 0.3%(質量)氟離子濃度下不同電壓制備TNAs的FESEM圖像Fig.7 FESEM images of TNAs prepared with different voltages at 0.3%(mass)F-concentration

表3 不同外加電壓以及氟離子濃度下TNAs管長Table 3 Tube length of TNAs under different applied voltages and F-concentrations

圖8 0.2%(質量)氟離子濃度下不同電壓下制備TNAs的FESEM圖像Fig.8 FESEM images of TNAs prepared with different voltages at 0.2%(mass)F-concentration

2.3 AFM測試Cyt C與TNAs黏附力

Cyt C 是一種在生物氧化過程中具有電子傳遞能力的蛋白，進而在生物傳感以及表面拉曼增強等領域被廣泛用作模型研究蛋白[22,39]。將Cyt C 自組裝修飾到探針針尖，形成蛋白團簇，測試該團簇與材料表面黏附力。和AFM 測試探針與材料表面黏附力相同，組裝蛋白的針尖脫離樣品表面的力為蛋白與其表面黏附力。同樣地，為了獲得統計學意義，Cyt C 與每個樣品之間的黏附力測試了100 個位置的力曲線，獲得100 個黏附力，并做成統計分布圖。

圖9 不同氟離子濃度35 V下制備TNAs的表面黏附力分布Fig.9 Histogram of adhesion forces measured for TNAs prepared with 35 V at different F-concentrations

表4 不同外加電壓以及氟離子濃度條件下TNAs壁面積比率以及表面黏附力Table 4 Wall area ratio and adhesion force of TNAs under different applied voltages and F-concentrations

將Cyt C 在不同氟離子濃度和外加電壓下制備得到的TNAs表面(2 μm×2 μm)黏附力分布圖通過高斯方程擬合，以35 V的數據處理為例，如圖10所示。使用擬合得到的峰位置和半峰寬分別作為平均黏附力和誤差值，將結果列于表5中。可以發現探針-TNAs 表面黏附力隨電壓和氟離子濃度的變化趨勢相同，即同一氟離子濃度下，35 V 下黏附力皆最大；而當外加電壓一定，隨著氟離子濃度降低，納米管表面粗糙度減小，黏附力增大。結果說明通過調控電解液中氟離子濃度能夠有效控制TNAs 表面粗糙度，進一步改變蛋白與其表面相互作用大小。

表5 不同外加電壓以及氟離子濃度條件下Cyt C-TNAs表面黏附力Table 5 Adhesion force of Cyt C-TNAs under different applied voltages and F-concentrations

圖10 Cyt C與不同氟離子濃度35 V下制備TNAs的表面黏附力分布Fig.10 Histogram of adhesion forces measured for Cyt C with TNAs prepared with 35 V at different F-concentrations

圖11 黏附力與粗糙度的關聯Fig.11 Association between adhesion and roughness

圖11 為黏附力與粗糙度的關聯，可以發現，同一氟離子濃度下，Cyt C 與不同電壓制備下的TNAs之間的黏附力先增加后減小，在35V 下制備得到的TNAs 與蛋白之間的黏附力均最大，主要原因在于TNAs 壁面積比率最大，蛋白團簇與TNAs 表面有效接觸面積最大；而同一電壓下，氟離子濃度降低，黏附力增大，也是由于TNAs 平整度變好，壁面積比率變大，蛋白團簇與TNAs 有效接觸面積增大。電解液中氟離子濃度以及外加電壓對粗糙度的影響，本質上是對Cyt C 與TNAs 有效接觸面積的改變，進一步實現對兩者之間的黏附力的調控。

3 結 論

采用電化學陽極氧化法，電解液以乙二醇為溶劑，分別以0.4%、0.3%、0.2%(質量)氟化銨為腐蝕劑，不同電壓下制備得到一系列不同粗糙度和孔徑大小的TNAs，以AFM 表征其形貌粗糙度以及進行力學測試，并將蛋白修飾到針尖，進一步研究粗糙度對生物分子與TNAs 表面相互作用影響。研究發現，當固定外加電壓，氟化銨質量分數從0.4%(質量)降到0.2%(質量)，制備得到的TNAs 表面粗糙度降低，壁厚增加，TNAs管徑變化較小，導致壁面積比率增加，蛋白分子與TNAs 有效接觸面積增大，進一步導致黏附力增加。綜上所述，通過調節電解液里氟化銨的質量分數可改變TNAs 表面粗糙度，從而增大蛋白分子與其表面接觸面積，進一步增加其表面黏附力，這對TNAs 在生物電極固定化領域具有一定的指導意義。