[發明專利]一種研究血液相容性材料的蛋白質選擇性吸附模型及其驗證方法

有效

• 申請號: 201210030977.9
• 申請日: 2012-02-13
• 公開（公告）號: CN102590452A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 陳弟虎;何振輝;黃展云;羅平
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 廣州新諾專利商標事務所有限公司 44100
• 代理人: 張玲春

1.一種研究血液相容性材料的蛋白質選擇性吸附模型，其特征在于其包括：選擇性吸附模型結構及參數、模擬仿真驗證方法和實驗驗證方法及材料體系三個部分。

2.根據權利要求1所述的蛋白質選擇性吸附模型，其特征在于：所述蛋白質選擇性吸附模型結構及參數包括：生物材料表面的粗糙度、表面能、粘附功、以及材料與血液成分之間的相互作用能；所述血液成分包括血漿、纖維蛋白原和白蛋白，進一步優選為血漿中纖維蛋白原和白蛋白兩種蛋白質在材料表面的選擇性吸附。

3.根據權利要求1所述的蛋白質選擇性吸附模型，其特征在于：所述模擬仿真驗證方法采用Materials?Studio材料模擬軟件的研究方法，建立了輕稀土摻雜氧化鋅晶體的生物材料結構模型和人纖維蛋白原官能團結構的A肽。

4.根據權利要求3所述的蛋白質選擇性吸附模型，其特征在于：所述生物材料結構模型和人纖維蛋白原官能團A肽的結構是利用Materials?Studio材料模擬軟件的分層建模工具，將A肽和生物材料結構模型整合成一個總體結構模型，通過進行動力學優化后，得到體系的總能量、A肽結構模型和生物材料模型的分能量，從而計算出A肽與生物材料表面之間的相互作用能。

5.一種研究血液相容性材料的蛋白質選擇性吸附模型的驗證方法，其特征在于包括以下以下的模擬仿真驗證方法步驟：

(1)建立氧化鋅晶體原胞，切割一個(002)表面，并且對表面進行優化；

(2)將上述氧化鋅表面積擴大為優選建立真空層厚度為

(3)用同樣的方法建立摻雜的氧化鋅晶體模型，摻雜輕稀土元素的質量百分比濃度為0.1％～20％，優選為1％～10％。

(4)建立A肽非晶胞模型，進行能量、幾何優化和分子動力學優化，使得A肽處于能量最低點。

(5)進行分層建模，將A肽添加到氧化鋅或者摻雜氧化鋅晶體表面，進行動力學優化，得到體系的總能量，然后分別計算出A肽和氧化鋅/摻雜氧化鋅晶體的能量，就可以計算出A肽與氧化鋅/摻雜氧化鋅晶體之間的相互作用能。

6.根據權利要求5所述的蛋白質選擇性吸附模型的驗證方法，其特征在于：所述步驟(3)中，建立的氧化鋅晶體結構模型是保持(002)擇優取向，摻雜的輕稀土元素包括鑭、鈰和釹等元素，摻雜的摩爾含量在0.1％～20％之間，優選為1％～10％。所建立結構模型的表面積為優選建立真空層厚度為優選

7.根據權利要求5所述的蛋白質選擇性吸附模型的驗證方法，其特征在于：所述氧化鋅薄膜采用射頻磁控濺射(13.56M?Hz)的方法，在室溫下制備氧化鋅薄膜樣品：本底真空度為3×10^-3Pa，濺射功率100W，以高純氬氣為濺射氣體，濺射氣壓為4Pa。以單晶硅(100)作為襯底，以純度為99.99％的氧化鋅陶瓷靶和摻雜釹原子含量分別為1at.％、2at.％、3at.％的氧化鋅陶瓷靶作為濺射靶，靶材與襯底之間的距離為7cm，制備出氧化鋅薄膜和釹摻雜氧化鋅薄膜樣品，薄膜厚度分別為250nm、303nm、310nm和290nm。

8.根據權利要求5所述的蛋白質選擇性吸附模型的驗證方法，其特征在于其還進一步包括以下的實驗驗證方法步驟：

(a)采用射頻磁控濺射的方法，利用純的氧化鋅陶瓷靶和摻雜輕稀土元素的氧化鋅陶瓷靶，沉積氧化鋅薄膜和輕稀土摻雜的氧化鋅薄膜；

(b)通過掃描電子顯微鏡(SEM)觀察氧化鋅薄膜表面粗糙度和顆粒度；

(c)通過靜態接觸角測試，使用多種測試液體，如去離子水、甲酰胺等，表征氧化鋅薄膜的表面性質，如靜水接觸角、表面能、表面粘附功、與血漿成分之間的相互作用能；

(d)在生物表征方面，采用酶聯免疫法測量兩種重要的血漿蛋白：纖維蛋白原和白蛋白在氧化鋅表面的吸附量；

(e)血小板粘附實驗是最終反映生物材料的血液相容性，以臨床應用證明抗凝血性能較好的聚氨酯(PU)作為陰性對照樣品，以抗凝血性能較差的玻璃作為陽性對照樣品。在掃描電鏡下觀察血小板在薄膜表面的黏附狀況，如血小板的形貌(變形、尺寸、偽足等)、聚集、數量等。