[發明專利]一種抗蛋白質粘附涂層的制備方法

有效

• 申請號: 201610853403.X
• 申請日: 2016-09-27
• 公開（公告）號: CN106634494B
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: 周鐵安;蘇招紅;馬艷;張鳳;張娜;宋東成;趙文魁
• 申請（專利權）人: 湖南農業大學
• 主分類號: C09D171/10
• 分類號: C09D171/10;C08G65/38
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 何為;周棟

本發明涉及一種抗蛋白質粘附涂層的制備方法，其步驟為：合成PEG?HQ；將PEG?HQ分散在磷酸緩沖溶液中，得到PEG?HQ的混合溶液；采用三電極體系對上述的PEG?HQ混合液進行電聚合，得到PEG?HQ的電化學聚合涂層，通過調控單體濃度、聚合圈數、聚合時間等參數得到不同厚度的聚PEG?HQ涂層修飾的電極，即在工作電極上得到抗蛋白質粘附涂層。該制備方法的優點在于合成工藝簡單溫和、綠色、環保，快捷，而且抗蛋白質粘附涂層的厚度可以自由調控，并能應用于不同大小和幾何形狀的所有導電與半導體材料表面。

技術領域

本發明涉及一種對蛋白質具有抗粘附作用的新型分子PEG-HQ(寡乙二醇功能化苯酚)電化學聚合涂層的制備方法。

背景技術

蛋白質的非特異性吸附現象是生物傳感、生物醫學及生物材料等諸多領域中的一個重要問題，這些蛋白質的非特異性吸附能帶來很多的危害，如生物傳感探頭檢測失準、失效及修飾膜的生物垢堵塞；隱形眼鏡的污染；血液在輸液導管上的凝結；蛋白分離過程中濾膜的阻塞以及海洋生物在船體上的吸附等。當生物材料或相關產品移入體內時，蛋白質的非特異性吸附會誘發體內生物排異反應、血栓形成、細菌繁殖與炎癥反應等諸多嚴重問題。此外，用于生物傳感與細胞分析領域的一個普遍性的問題是除需在傳感器表面修飾對生物標記物或細胞表面受體具選擇性反應的分子外，不可避免地會遇到待測復雜體系中存在可與傳感器表面非特異性背景相互作用的問題，如何消除這種與生物分子或細胞的非特異性相互作用是一大挑戰。因此，開發抗蛋白質粘附涂層、特別是在導電傳感器表面快速形成抗蛋白質與細胞粘附的涂層對生物傳感、生物醫學及生物材料等領域具有重大意義。在眾多的抗蛋白粘附材料中，聚乙二醇(PEG)，具有生物兼容性好、無毒、免疫原性低等特點。在美國已經得到FDA(Food and Drug Administration)批準用于人體內。目前用在生物傳感領域防止蛋白質粘附最多的一類方法是經自組裝的方式，將帶有硫醇或二硫化物的寡乙二醇，經化學作用吸附到光滑的金表面。該方法不僅所適用的金屬材料種類有限、金表面必須光滑，且所形成涂層的穩定性亦有限。電化學聚合或電接枝方法可在所有導電基體上修飾不同的基團或分子及聚合物涂層，且經調控電化學參數等，可獲得厚度可調控、穩定的涂層。在導電基體上用電化學方法修飾一定的基團后、經化學耦合的方法便可接上抗蛋白吸附的PEG?？筛鼮槔硐肱c方便的是經一步電化學反應在電極上修飾含PEG的分子。在文獻″Electrografting of Poly(ethylene glycol)Acrylate:A One-Step Strategy for theSynthesis of Protein-Repellent Surfaces，Angew.Chem.2005,117,5641–5645″中，Sabine Gabriel等首次提出了通過含丙烯酸(A)可電聚合基團的PEG，A-PEG單體，經一步電聚合在導電基體上接枝PEG的方案，并實驗證實該方案所形成的含PEG涂層可有效地防止蛋白質吸附。這是目前唯一報道的一步法在導電基體上電接枝PEG的方法，可該方法電聚合條件苛刻，需在含四乙銨高氯酸鹽的二甲基甲酰胺(DMF)有機溶劑中、很高的陰極電位(-1.5到-2.5V)下經電化學還原來進行。所制備的膜是否無毒、生物相容不得而知，至少在該電聚合條件下不利于與生物活性小分子的共電聚合。在本專利申請中，我們合成了含可電聚合苯酚基團的寡乙二醇分子PEG-HQ(寡乙二醇功能化苯酚)。苯酚及其衍生物可在非常溫和的化學與電化學條件下在導電基底上形成薄的(10-100nm)、穩定涂層。因此含有苯酚基團的PEG-HQ可以通過綠色的電化學法在導電基底上快速成膜得到抗蛋白質粘附涂層。同時，該溫合條件允許PEG-HQ與含有電聚合基團的生物活性小分子共電化學聚合、從而構成具選擇性反應的生物傳感界面和具選擇性細胞粘附的界面。

發明內容

本發明旨在克服現有技術的不足，提供一種抗蛋白質粘附涂層的制備方法。

為了達到上述目的，本發明提供的技術方案為：

抗蛋白質粘附涂層的制備方法包括如下步驟：

(1)按如下合成線路合成單體PEG-HQ：