[发明专利]一种表面多功能化涂层及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种表面多功能化涂层及其制备方法与应用。本发明表面多功能化涂层包括基底、多羟基化合物、桥联分子、探针分子和去活化分子连接而成；基底上修饰多羟基化合物；多羟基化合物和探针分子通过桥联分子连接；与多羟基化合物和探针分子连接后的桥联分子剩余的反应位点与去活化分子连接。其制备方法包括如下步骤：在基底上修饰多羟基化合物；然后与桥联分子发生亲核取代反应；反应后的桥联分子与探针分子发生亲核取代反应；最后加入去活化分子反应，即得到表面多功能化涂层。本发明具有操作简单，控制容易、灵活，修饰成本低，所得功能化层具有效果显著、稳定性良好且对生物分子识别干扰小的特点。

技术领域

本发明涉及一种表面多功能化涂层及其制备方法与应用，属于分析化学领域。

背景技术

传感芯片表面通常需要进行功能化修饰以用于探针分子的固定。然而，传感芯片如SPRi的金膜等，其单位面积可固载的目标分子的位点是固定、有限的并与被固定分子的尺寸有关。以小分子甘露糖的固定为例，若将甘露糖分子约化为正方体，则其边长模拟值约为每平方纳米表面上最多可铺满约为3个分子。其结果是SPR或SPRi测定的灵敏度严重不足，通常测不到信号。为了提高检测灵敏度，需要增加单位面积上的探针固载量。这就需要借助芯片表面上方的空间，来提高单位面积上的探针固载量。文献(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.)报道，具有良好抗非特异性吸附性能的多羟基聚合物聚甲基丙烯酸羟乙酯(pHEMA)经N，N’-二琥珀酰亚胺及碳酸酯(DSC)/4-二甲基氨基吡啶(DMAP)功能化后用于蛋白固定，再经去活化(封闭)步骤，其抗非特异吸附性能会遭受严重破坏。

发明内容

本发明的目的是提供一种表面多功能化涂层及其制备方法与应用；本发明具有操作简单，控制容易、灵活，修饰成本低，所得功能化层具有效果显著、稳定性良好且对生物分子识别干扰小的特点。

本发明提供的表面多功能化涂层，它包括基底、多羟基化合物、桥联分子、探针分子和去活化分子连接而成；

所述基底上修饰所述多羟基化合物；

所述多羟基化合物和所述探针分子通过所述桥联分子连接；

与所述多羟基化合物和所述探针分子连接后的所述桥联分子剩余的反应位点与所述去活化分子连接。

本发明中，所述多羟基化合物具有不易被水解和被生物分子识别的特点；所述桥联分子具有不改变表面亲疏水性质且具有可自由旋转的刚性骨架结构的特点；所述去活化分子能与剩余的所述桥联分子反应位点反应且不引入干扰基团。

上述的表面多功能化涂层中，所述多羟基化合物包括聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚甲基丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟乙酯与甲基丙烯酸羟丙酯的混聚产物、甲基丙烯酸羟乙酯与甲基丙烯酸寡聚乙二醇的混聚产物、甲基丙烯酸羟丙酯与甲基丙烯酸寡聚乙二醇的混聚产物、甲基丙烯酸羟乙酯与硫代甜菜碱丙烯酸甲酯的混聚产物和甲基丙烯酸羟丙酯与硫代甜菜碱丙烯酸甲酯的混聚产物中的至少一种；

所述多羟基化合物的分子量可为1500～300,000，具体可为30,000、30,000～300,000、1500～30,000或3000～200,000；

所述探针分子包括含羟基的分子和/或含氨基的分子。

上述的表面多功能化涂层中，所述含羟基的分子包括单糖、寡糖和多糖中的至少一种，具体可为葡萄糖；

所述含氨基的分子包括氨基酸、多肽和蛋白质中的至少一种，具体可为鸡卵蛋白。