[發明專利]導電防污涂層組合物

有效

• 申請號: 201880047156.1
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN111225958B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 帕萬·喬利;奧利弗·伊夫·弗雷德里克·亨利;唐納德·E·因格貝爾;喬納森·薩巴特·德爾·里奧
• 申請（專利權）人: 哈佛大學校長及研究員協會
• 主分類號: C09D5/24
• 分類號: C09D5/24;C08K3/20
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 孫雪;張淑珍

描述了碳納米管或石墨烯與蛋白質材料組合形成可涂覆在表面上的組合物。例如，所述組合物可用作電極上的涂層。所述涂層可以用捕獲劑官能化，靶向特定分析物。除了導電之外，所述涂層還防止電極由非特異性結合引起的結垢和鈍化。這允許涂覆的電極用于復雜基質中，例如，可以在生物流體和組織中發現的基質。涂覆的電極可反復再生和再利用。

相關申請

根據35?U.S.C.§119(e)，本申請要求2017年7月27日提交的美國臨時申請號62/537,829的優先權，以引用的方式將其全部內容并入本文。

技術領域

本發明涉及用于制備導電涂層的組合物和方法及其用途。例如，用于電極的涂層，其防止電極表面的非特異性結合和積垢。

政府支持

根據美國國防部授予的合同W911NF-12-2-0036，在政府支持下完成了本發明。政府對本發明享有一定權利。

背景技術

分子診斷和分析依賴于捕獲劑和感興趣的靶標之間的特異性相互作用。雖然選擇性是捕獲劑對其靶標的親和力的固有性質，但非特異性相互作用可顯著降低分析的靈敏度并導致假陽性。

已將不同分子量的分子阻斷劑用于限制表面上和/或溶液中可能發生的非特異性結合相互作用，所述分子阻斷劑包括牛血清白蛋白(BSA)、酪蛋白、普朗尼克酸(pluronicacid)和聚(乙二醇)聚合物(PEG)等。例如，通常用BSA對夾心酶聯免疫分析(ELISA)中使用的微量滴定板的表面進行阻斷，以減少蛋白質在其表面上的非特異性吸附，并且通常也將BSA加入到分析期間使用的緩沖液中。

對于基于最終光學讀數的分析(例如，吸光度、熒光、化學發光或電化學發光)，阻斷劑不干擾最終測量。這是因為分析化學和測量完全解耦。分析在表面(例如，板、微珠和納米顆粒)上進行，而最終的測量使用外部傳感器進行。例如，在基于熒光的分析中，將預定波長的光照射在承載捕獲劑的表面上，并且通過光電二極管或CCD傳感器(即，傳感器)對發射的光進行量化。在前述示例中，發生分子相互作用的表面充當被動支持體，并且對測量沒有貢獻。

由于在傳感器表面上進行分析，當需要電化學讀數時，出現了更具挑戰性的情況。通常使用下述策略將捕獲劑固定在電極的表面上，所述策略應當使其密度和取向最大化、防止非特異性相互作用并且同時保持電極以高靈敏度記錄電化學信號能力。分子阻斷劑已用于防止非特異性相互作用，但常常導致電極的鈍化，并因此導致靈敏度的顯著損失。因此，電化學傳感器的現有使用涉及靈敏度和阻斷之間的不斷權衡，這需要艱難的優化。

最后，含有高濃度的蛋白質和/或生物淤積劑的復雜樣品(例如，血液、血漿)在沒有預先稀釋的情況下不能被分析，因為它們將進一步阻斷電極表面，這迅速導致電化學傳感器的完全和不可逆鈍化。重要的是，這是所有生物傳感器(不僅僅是電化學傳感器)必須規避的主要限制。

美國專利8,778,269描述了納米電子電化學測試設備的制造，用于以多種方式在電化學方面檢測生物分子。該專利未描述作為導電涂層的強變性和交聯的復合材料，也未描述該制劑作為防污納米復合材料的用途。

因此，需要能夠在導電表面上使用的涂層，所述涂層能夠容納捕獲劑、防止非特異性相互作用并保持電極以高靈敏度記錄電化學信號的能力。本公開解決了這些需求中的一些。

發明內容

通常，本文所述的發明涉及可應用于導電表面并保護這些表面免受不期望的相互作用的組合物，所述不期望的相互作用阻礙或削弱其預期功能。例如，涂層可施加到電極上，提供可用于復雜基質(如血液和血漿)中的電極。此外，本文所述的一些實施方式允許在復雜基質中進行電化學測量，而無需復雜的純化和稀釋步驟。此外，本文所述的涂層可被滅菌、易于官能化、耐用且易于制備。