[發(fā)明專利]一種表面多功能化涂層及其制備方法與應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710165818.2
• 申請日: 2017-03-20
• 公開（公告）號: CN106990079B
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發(fā)明（設計）人: 陳義;劉嬋娟
• 申請（專利權）人: 中國科學院化學研究所
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01N21/55;C08F120/28;C08F8/30;C23C22/00
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;王春霞

本發(fā)明公開了一種表面多功能化涂層及其制備方法與應用。本發(fā)明表面多功能化涂層包括基底、多羥基化合物、橋聯(lián)分子、探針分子和去活化分子連接而成；基底上修飾多羥基化合物；多羥基化合物和探針分子通過橋聯(lián)分子連接；與多羥基化合物和探針分子連接后的橋聯(lián)分子剩余的反應位點與去活化分子連接。其制備方法包括如下步驟：在基底上修飾多羥基化合物；然后與橋聯(lián)分子發(fā)生親核取代反應；反應后的橋聯(lián)分子與探針分子發(fā)生親核取代反應；最后加入去活化分子反應，即得到表面多功能化涂層。本發(fā)明具有操作簡單，控制容易、靈活，修飾成本低，所得功能化層具有效果顯著、穩(wěn)定性良好且對生物分子識別干擾小的特點。

技術領域

本發(fā)明涉及一種表面多功能化涂層及其制備方法與應用，屬于分析化學領域。

背景技術

傳感芯片表面通常需要進行功能化修飾以用于探針分子的固定。然而，傳感芯片如SPRi的金膜等，其單位面積可固載的目標分子的位點是固定、有限的并與被固定分子的尺寸有關。以小分子甘露糖的固定為例，若將甘露糖分子約化為正方體，則其邊長模擬值約為每平方納米表面上最多可鋪滿約為3個分子。其結果是SPR或SPRi測定的靈敏度嚴重不足，通常測不到信號。為了提高檢測靈敏度，需要增加單位面積上的探針固載量。這就需要借助芯片表面上方的空間，來提高單位面積上的探針固載量。文獻(Vaisocherova,H.；Sevcu,V.；Adam,P.；Spackova,B.；Hegnerova,K.；Pereira,A.d.l.S.；Rodriguez-Emmenegger,C.；Riedel,T.；Houska,M.；Brynda,E.；Homola,J.Biosensors&bioelectronics 2014,51,150-157.)報道，具有良好抗非特異性吸附性能的多羥基聚合物聚甲基丙烯酸羥乙酯(pHEMA)經(jīng)N，N’-二琥珀酰亞胺及碳酸酯(DSC)/4-二甲基氨基吡啶(DMAP)功能化后用于蛋白固定，再經(jīng)去活化(封閉)步驟，其抗非特異吸附性能會遭受嚴重破壞。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是提供一種表面多功能化涂層及其制備方法與應用；本發(fā)明具有操作簡單，控制容易、靈活，修飾成本低，所得功能化層具有效果顯著、穩(wěn)定性良好且對生物分子識別干擾小的特點。

本發(fā)明提供的表面多功能化涂層，它包括基底、多羥基化合物、橋聯(lián)分子、探針分子和去活化分子連接而成；

所述基底上修飾所述多羥基化合物；

所述多羥基化合物和所述探針分子通過所述橋聯(lián)分子連接；

與所述多羥基化合物和所述探針分子連接后的所述橋聯(lián)分子剩余的反應位點與所述去活化分子連接。

本發(fā)明中，所述多羥基化合物具有不易被水解和被生物分子識別的特點；所述橋聯(lián)分子具有不改變表面親疏水性質且具有可自由旋轉的剛性骨架結構的特點；所述去活化分子能與剩余的所述橋聯(lián)分子反應位點反應且不引入干擾基團。

上述的表面多功能化涂層中，所述多羥基化合物包括聚甲基丙烯酸羥乙酯、聚甲基丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥乙酯與甲基丙烯酸羥丙酯的混聚產物、甲基丙烯酸羥乙酯與甲基丙烯酸寡聚乙二醇的混聚產物、甲基丙烯酸羥丙酯與甲基丙烯酸寡聚乙二醇的混聚產物、甲基丙烯酸羥乙酯與硫代甜菜堿丙烯酸甲酯的混聚產物和甲基丙烯酸羥丙酯與硫代甜菜堿丙烯酸甲酯的混聚產物中的至少一種；

所述多羥基化合物的分子量可為1500～300,000，具體可為30,000、30,000～300,000、1500～30,000或3000～200,000；

所述探針分子包括含羥基的分子和/或含氨基的分子。

上述的表面多功能化涂層中，所述含羥基的分子包括單糖、寡糖和多糖中的至少一種，具體可為葡萄糖；

所述含氨基的分子包括氨基酸、多肽和蛋白質中的至少一種，具體可為雞卵蛋白。