[發明專利]抑制固體材料表面非特異性吸附的方法

有效

• 申請號: 200810239611.6
• 申請日: 2008-12-12
• 公開（公告）號: CN101745495A
• 公開（公告）日: 2010-06-23
• 發明（設計）人: 高云華;胡科家;陳志峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: B05D5/08
• 分類號: B05D5/08;G01N33/48
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 李柏

技術領域

本發明涉及一種抑制固體材料表面非特異性吸附的方法，特別是在氟化 單分子層表面或羧基化單分子層表面結合非離子表面活性劑的使用來解決生 物大分子、細菌、細胞等的非特異性吸附問題。

背景技術

因為固體材料表面與生物環境進行作用的種類與作用力的大小取決于材 料表面的性質。這些表面性質直接影響到生物大分子如蛋白質、核酸在表面 的吸附。其中蛋白質的非特異性吸附尤其引人注目。蛋白質在表面的吸附被 認為是材料與生物環境相接觸時的首要反應，而且將影響后續的一系列生物 反應，因此蛋白質吸附在材料表面對后續的系列反應起著很重要的作用，如 何控制蛋白質的吸附成為設計生物相容性很重要的因素。

目前有很多文獻報道抑制固體材料表面非特異性吸附的方法，基本上集 中在對固體材料表面的改性。以單晶硅表面的研究為例，文獻中多采用聚乙 二醇(PEG)修飾硅片作為反應基底，認為長鏈的聚乙二醇(-(CH₂CH₂O)_n-，n 在3到200之間)如同“刷子”一樣將靠近基底的蛋白質刷走，起到對蛋白 質的非特異性抑制作用，同時降低蛋白質變性的可能性(Macromolecules?1998， 31，5059～5070；Journal?of?the?American?Chemical?Society，2007，129， 9252～9253)。而在另外的文獻中，人們采用了短鏈的-(CH₂CH₂O)_n-(n在3到 6之間)，發現也有抑制固體材料表面非特異性吸附的作用(Journal?of?the American?Chemical?Society，2004，126，10220～10221)。也有羧基聚合物 作為非特異性抑制表面，但是這種聚合物結構相對復雜，不易制備(Langmuir 2007，23，5670～5677)。然而目前報道的方法都是在某種程度上降低生物分 子在被修飾的固體材料表面的非特異性吸附，而不能使吸附降低到零或接近 于零。

本發明在注重固體材料表面特性的基礎上，開發了一種表面吸附抑制劑 與固體材料表面共同作用，能夠顯著抑制蛋白或其他生物分子的非特異性吸 附。表面吸附抑制劑是一種非離子表面活性劑混合溶液，固體材料表面是氟 化單分子層表面或者羧基化單分子層表面。通過這種方法可以提高實際樣品 檢測的效率和可信度。

發明內容

本發明的目的在于提供一種抑制固體材料表面非特異性吸附的方法，通 過混合的非離子表面活性劑來抑制特定單分子層表面的非特異性吸附，從而 可以保證生物大分子檢測的高通量、高靈敏度和可信度，滿足試驗研究和實 際應用需要。

本發明的抑制固體材料表面非特異性吸附的方法：在固體材料表面修飾 有一層氟化單分子層膜或者羧基化單分子層膜，然后使用混合的非離子表面 活性劑配制的含有生物大分子的緩沖液時，生物大分子能夠在混合的非離子 表面活性劑和氟化單分子膜或羧基化單分子膜的協同作用下抑制緩沖液中生 物大分子在固體材料表面的非特異性吸附。具體方法為：

1)將基底材料表面用無水乙醇、去離子水清洗后，在氧氣等離子體清洗 器內清洗處理材料表面0.5～3分鐘，徹底清除固體材料表面上的有機污物；

2)在溫度為80～150℃下，將步驟1)得到的清洗干凈的固體材料放置在 氟化試劑的氣相氛圍中反應10秒～24小時，取出后使用無水乙醇清洗所得固 體材料表面，用氮氣流吹干，氟化試劑通過共價反應在固體材料表面形成氟 化單分子層膜；或

配置體積百分比濃度為1～15％的3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)無水 乙醇溶液，將步驟1)得到的清洗干凈的固體材料放入該溶液中恒溫反應0.5～ 24小時，溫度為20～40℃，得到在固體材料表面修飾一層伯氨；然后使用0.1～ 50mg/ml的羧基化試劑的二甲基甲酰胺(DMF)溶液，將上述氨基化處理的固 體材料在溫度為20～40℃恒溫條件下反應0.5～24小時，羧基化試劑通過共 價反應在固體材料表面形成羧基化單分子層膜；