[發明專利]構筑基于聚合物薄膜的蛋白圖案化結構的方法

無效

• 申請號: 201110310166.X
• 申請日: 2011-10-13
• 公開（公告）號: CN102352053A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 吳立新;馬英一;梁靜;孫航
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C08J9/28
• 分類號: C08J9/28;C08L89/00;C08L25/06;C08L33/12;C07K1/14;C12N15/10;C12Q1/68;G01N21/64;G01N33/68
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 張景林;劉喜生

技術領域

本發明屬于蛋白定位組裝及圖案化技術領域，具體涉及一種通過微乳液制備蛋白圖案化結構的簡單而又快速的方法。此蛋白圖案化結構能夠作為篩分不同蛋白的媒介，在細胞的可控生長、生物傳感器制備和組織工程材料等領域具有重要的應用價值。

背景技術

有序圖案化的蛋白，由于可以作為一種在特定微區域內研究蛋白與抗體以及其他生物分子相互作用的有效途徑(BLAWAS?A?S，REICHERT?W?M.Protein?patterning，Biomaterials?1998，19：595-609)，近年來在生物傳感器、醫藥器械、細胞的粘附與生長和組織工程等領域得到了廣泛的關注(MIN?E，WONG?K?H，STENZEL?M?H.Microwells?with?patterned?proteins?by?a?self-assembly?process?using?honeycomb-structured?porous?films，Adv.Mater.2008，20：3550-3556)。目前被廣泛應用的蛋白圖案化制備技術主要包括光刻(SORRIBAS?H，PADESTEC，TIEFENAVER?L.Photolithographic?generation?of?protein?micropatterns?for?neuron?culture?applications，Biomaterials?2002，23：893-900)、軟刻蝕(WHITESIDES?G?M，XIA?Y?N.Soft?lithography，Angew.Chem.Int.Ed.1998，37：550-575)、化學選擇性吸附或沉積(VEISEH?M，ZAREIE?M?H，ZHANG?M?Q.Highly?selective?protein?patterning?on?gold-silicon?substrates?for?biosensor?applications，Langmuir?2002，18：6671-6678)以及等離子體刻蝕(MUGURUMA?H，TAKAHASHI?H.Protein?patterning?on?functionalized?surface?prepared?by?selective?plasma?polymerization，Surf.Coat.Technol.2010，205：2490-2494)等方法。利用這些方法可以制備出規整有序的蛋白圖案化結構，但是這些方法大多要求較為嚴刻的實驗條件和復雜的實驗步驟，在一定程度上限制了其應用。因此需要發展新的制備有序蛋白圖案化的簡便方法。

自Francois等首次以星形聚苯乙烯為膜材質，在高濕度環境中獲得峰窩狀圖案化結構以來，以水滴為模板的呼吸圖案化(Breath?Figure)方法因其操作步驟簡單、實驗條件溫和快速等優點受到了國內外學者的廣泛關注(WIDAWSKI?G，RAWISO?M，FRANCOIS?B.Self-organized?honeycomb?morphology?of?star-polymer?polystyrene?films，Nature?1994，369：387-389)，并發展出各種各樣的成膜材料。此方法是在潮濕的環境中，利用水蒸汽在鋪展在固體或者水表面的聚合物溶液的表面冷凝形成水珠并在表面張力作用下產生規則排列。當水珠和溶劑完全揮發后，在固化的聚合物膜上就形成了有序蜂窩狀微孔結構。改變實驗條件可以調節孔洞的尺寸以及有序性。采用不同的成膜材料、摻雜材料以及實驗參數實現了多孔結構的各種應用(孫航，吳立新.水滴模板法構筑蜂窩狀有序多孔膜，化學進展2010，22：1784-1798)。金屬納米粒子、二氧化硅和聚合物小球以及多金屬氧簇等也通過這種方法被引入到多孔結構中。最近這種方法經過改進也可以應用到蛋白圖案化結構的制備中來。但是在此過程中，蛋白的引入需要在制得有序多孔結構的基礎上，通過多步化學反應修飾的手段實現(ZHANG?Y，WANG?C.Micropatterning?of?proteins?on?3D?porous?polymer?flms?fabricated?by?using?the?breath-figure?method，Adv.Mater.2007，19：913-916)。這種孔洞內定位修飾涉及到較為復雜的實驗步驟，而且蛋白在孔洞外的分布也不可避免。因此，發展更為簡便的蛋白圖案化方法，使其能夠在保持水滴模板制備有序多孔結構的簡單方便特性的同時，實現蛋白的圖案化。這對于實現圖案化蛋白的應用是非常重要的。