[發明專利]一種金表面去甲腎上腺素自組裝單分子膜的構建及釋放的新方法

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• 申請號: 202211050141.5
• 申請日: 2022-08-28
• 公開（公告）號: CN115747911A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 李君;楊金燦;安鵬榮
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C25D9/02
• 分類號: C25D9/02;C25F3/02;B05D1/18;B05D7/14
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本發明屬于自組裝單分子膜的技術領域，特別涉及一種新型的金表面去甲腎上腺素自組裝單分子膜的構建及脫附的方法，如果采用去甲腎上腺素分子直接構建自組裝單分子膜的方法,就會存在一定的困難，因此，應使用間接的方法，從而獲得金表面上氨基固定的的NESAMs。本發明中最初使用甲基保護的去甲腎上腺素(p?NE)，它是電化學惰性的，可通過氨基組裝在金表面，形成p?NESAMs，再通過電化學脫保護將甲基保護基脫除形成NESAMs。氨基固定的自組裝單分子膜可在施加負電位作用下發生脫附釋放，NESAMs也可在需要的時間可控的通過施加負電位進行脫附釋放。我們提出了一種金表面電化學調節下構建和釋放氨基固定的NESAMs的方法。

所屬技術領域：本發明屬于自組裝單分子膜的技術領域，特別涉及一種新型的金表面去甲腎上腺素自組裝單分子膜的構建及脫附的方法，該方法將去甲腎上腺素分子修飾到金表面，再通過在金表面施加負電位實現去甲腎上腺素的可控釋放。

從固體表面可控釋放少量小分子是許多領域不可或缺的重要步驟，例如生物傳感器、微流體、可控生物分子或納米材料釋放、和表面性質的調節，以及微反應器。實現固體表面神經遞質的可控釋放對神經遞質體外人工突觸的構建以及研究神經遞質的釋放對神經細胞活動的作用具有重要意義。去甲腎上腺素(NE)是交感外周神經系統的主要神經遞質，由腎上腺髓質合成和分泌，調節大多數內臟器官、腺體和免疫系統的功能，NE也是中樞神經系統(CNS)中的關鍵神經遞質。

金屬表面的自組裝單分子膜(SAMs)提供了方便、靈活和生物兼容的系統，因此已被應用于各種生物方面，如細胞粘附、生物芯片陣列和生物傳感器。去甲腎上腺素分子中的氨基可以結合到金表面，并在N孤對電子和金之間形成明確的電子耦合。形成以鄰苯二酚為端基的NE SAMs。但如果采用去甲腎上腺素分子直接構建自組裝單分子膜的方法，金表面鄰苯二酚為端基的NE SAMs構建的主要困難如下：(i)堿溶液中的NE可進行自發氧化，并在金表面形成PNE聚合物；(ii)DA的氨基在酸性溶液中發生質子化，不能與金表面形成共價鍵。因此，應使用間接的方法，從而獲得金表面上氨基固定的的NE SAMs。本發明中最初使用甲基保護的去甲腎上腺素(p-NE)，它是電化學惰性的，可通過氨基組裝在金表面，形成p-NESAMs，再通過電化學脫保護將甲基保護基脫除形成NE SAMs。氨基固定的自組裝單分子膜可在施加負電位作用下發生脫附釋放，NE SAMs也可在需要的時間可控的通過施加負電位進行脫附釋放。我們提出了一種金表面電化學調節下構建和釋放氨基固定的NE SAMs的方法。

發明目的：

本發明的目的是用一種新的方法構建去甲腎上腺素自組裝單分子膜(NE SAMs)，并通過在金表面施加非水解負電位，實現NE SAMs的電化學可控釋放。

發明內容：

本發明提供了一種新的制備基于金表面去甲腎上腺素自組裝單分子膜的構建及釋放的方法，該構建方法避免了NE分子的自聚合和質子化而導致的NE-SAMs的構建失敗，其制備過程和工作原理如下：

首先在拋光布上以氧化鋁為拋光粉對金電極進行打磨拋光處理，以除去表面的一些雜質，接著用純水進行沖洗，在食人魚溶液中浸泡30分鐘以得到干凈的金表面，在電化學工作站的條件下對金表面進行粗糙化處理，然后配置去甲腎上腺素溶液鼓吹N₂兩分鐘，最后把粗糙化后的金電極表面浸泡在去甲腎上腺素溶液中進行組裝，得到自組裝單分子膜。本過程中用到的受保護的去甲腎上腺素的結構如圖1所示。

從圖中可以看出去這個結構是含有氨基的一個分子，氨基可以與金形成共價鍵從而修飾在金表面上，如此便形成了去甲腎上腺素單分子自組裝膜，在電化學工作站的作用下進行去甲腎上腺素單分子自組裝膜的可控釋放。