[發(fā)明專利]一種用于生物分子固定的活化炔修飾表面玻璃材料及表面改性方法

有效

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• 申請日: 2019-04-17
• 公開（公告）號(hào): CN110092592B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐本忠;張憶茹;秦安軍;沈建磊
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C03C17/34
• 分類號(hào): C03C17/34;G01N21/64
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 陳智英

本發(fā)明屬于生物化學(xué)的技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種用于生物分子固定的活化炔修飾表面玻璃材料及表面改性方法。方法：1)對(duì)玻璃材料進(jìn)行表面羥基化處理，獲得表面羥基化玻璃材料；2)采用氨基硅烷化試劑處理表面羥基化玻璃材料，獲得氨基修飾的玻璃材料；3)采用二元炔基化合物處理氨基修飾的玻璃材料，獲得活化炔修飾的玻璃材料。本發(fā)明通過表面改性成功在玻璃表面修飾了活化炔，并將其用于固定生物分子，實(shí)現(xiàn)了蛋白和多肽的表面化學(xué)固定。同時(shí)本發(fā)明的表面改性方法，條件溫和，反應(yīng)迅速，操作簡單，而且在固定生物分子時(shí)不用對(duì)生物分子進(jìn)行前修飾，無需催化劑，反應(yīng)高效。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種玻璃材料表面改性方法及利用該改性方法獲得的活化炔修飾表面的玻璃材料，并將活化炔修飾表面的玻璃材料用于固定生物分子。

背景技術(shù)

表面改性技術(shù)是一種強(qiáng)有力的工具，它可以改變材料表面的各種特性，如親水性，表面電荷，生物相容性，反應(yīng)性等。用于小分子和生物分子的表面固定的技術(shù)為生物傳感，藥物篩選，組織工程和其他化學(xué)和生物應(yīng)用提供了有用的平臺(tái)。由于生物系統(tǒng)的復(fù)雜性和這種技術(shù)的多功能性，開發(fā)簡單有效的方法來豐富該領(lǐng)域具有重要意義。自組裝單分子層(SAMs)，可以將不同的官能團(tuán)修飾到基體表面。通常，分子可以通過兩種方法固定在表面上：物理吸附和化學(xué)共價(jià)相互作用。基于靜電和疏水相互作用的物理吸附操作簡單，但吸附不穩(wěn)定。相比之下，化學(xué)共價(jià)相互作用更穩(wěn)定和精確。因此，開發(fā)簡單有效的共價(jià)固定方法具有重要意義。

傳統(tǒng)的用于表面生物分子固定的共價(jià)相互作用方法主要有：琥珀酰亞胺酯-氨基反應(yīng)，醛基-氨基反應(yīng)，環(huán)氧基-氨基反應(yīng)，硫醇-馬來酰亞胺反應(yīng)等。然而，這部分反應(yīng)或低效，或易于水解，或需要苛刻的反應(yīng)條件，這些缺點(diǎn)限制了它們在生物分子固定中的實(shí)用性。近年來，快速，有效且僅需要簡單反應(yīng)條件的點(diǎn)擊反應(yīng)在表面改性中引起了更多的關(guān)注。幾種經(jīng)典的點(diǎn)擊反應(yīng)，如Huisgen疊氮化物環(huán)加成反應(yīng)，Staudinger反應(yīng)和Diels-Alder反應(yīng)已被用于固定表面上的生物分子。然而，利用這些方法，生物分子需要預(yù)先修飾特定的官能團(tuán)，這不僅加大了操作的復(fù)雜性，也可能對(duì)生物分子自身的活性造成影響。由于生物分子的多樣性，開發(fā)新方法來實(shí)現(xiàn)其固定十分重要。

本發(fā)明通過炔胺點(diǎn)擊反應(yīng)對(duì)載玻片表面進(jìn)行改性，該方法的條件溫和，且無需任何催化劑，能夠?qū)Χ喾N生物分子進(jìn)行固定，無需對(duì)蛋白等生物分子進(jìn)行前修飾，無需催化劑，反應(yīng)高效。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種基于炔-胺點(diǎn)擊反應(yīng)的表面改性方法。該方法成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)載玻片表面修飾活化炔，反應(yīng)條件溫和，無需催化劑。

本發(fā)明的另一目的在于提供由上述表面改性方法獲得的活化炔修飾表面的玻璃材料。本發(fā)明通過表面改性，玻璃材料的表面修飾了活化炔基團(tuán)，活化炔基團(tuán)可以進(jìn)一步與帶氨基的小分子或生物分子發(fā)生反應(yīng)而將其固定于表面。

本發(fā)明的再一目的在于提供上述活化炔修飾表面的玻璃材料的應(yīng)用。所述活化炔修飾表面的玻璃材料用于固定含氨基的生物分子。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于炔-胺點(diǎn)擊反應(yīng)的表面改性方法，包括以下步驟：

1)對(duì)玻璃材料進(jìn)行表面羥基化處理，獲得表面羥基化玻璃材料；

2)采用氨基硅烷化試劑處理表面羥基化玻璃材料，獲得氨基修飾的玻璃材料；所述氨基硅烷化試劑為3-氨丙基三乙氧基硅烷；

3)采用二元炔基化合物處理氨基修飾的玻璃材料，獲得活化炔修飾的玻璃材料；

所述二元炔基化合物的結(jié)構(gòu)為式(I)或(Ⅱ)：