[发明专利]温敏响应高分子阵列的制备方法及其在样品预处理中的应用

说明书

本发明涉及温敏响应高分子阵列的制备方法及其在样品预处理中的应用，基于光影印技术和炔基与巯基的点击化学技术，在氧化铟锡玻片(ITO玻片)构建羟基亲水性微阵列，再在亲水微阵列内基于表面引发原子转移自由基聚合生成高分子聚(N‑异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)的可控亲水性阵列。当低于临界温度时高分子阵列其亲水性作用使得样品汇聚在玻片表面，高于临界温度时蛋白质/肽段通过疏水作用与疏水性的高分子阵列相吸附，而共存的盐和污染物则被冲走，从而实现样品靶上自除盐和高效富集的预处理，进而可对目标样品进行MALDI‑MS一步快速检测。本发明制备及操作简单、普适性高、分析时间短、成本低廉，具有一定的生物医学应用价值。

技术领域

本发明涉及温敏响应高分子阵列的制备方法及其在样品预处理中的应用，具体包括直接在氧化铟锡玻片(ITO玻片)表面生长高分子聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)来制备可控亲水性阵列，并将其用于样品的预处理。

背景技术

生物质谱是蛋白质组学研究的重要技术手段，在蛋白样品的处理过程中非挥发性盐的存在会抑制样品的离子化，从而造成检测的灵敏度的降低甚至无法检测，因此，对蛋白质或多肽样品进行除盐往往是质谱分析前必不可少的步骤。

目前，对蛋白质/肽段样品的除盐方法主要是基于固相萃取技术，即蛋白或多肽保留在吸附材料上，盐类不吸附而被除去，然后将保留的蛋白或肽段洗脱下来进行检测，该方法虽然已推广应用，但是由于处理过程中需要多次的样品吸附、洗脱、转移，所以存在步骤复杂、所需时间长、而且会造成样品的损失和潜在的样品污染等缺点。近年来，利用疏水聚合物的表面化技术实现了样品高效靶上原位除盐与富集后直接用于基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-MS)检测，该方法虽然可避免样品额外的损失以及污染物的引入，但刚性的憎水高分子会在表面形成一层致密的单分子层进而会限制样品与吸附剂的充分接触，所以对样品的表面富集及检测的灵敏度会造成影响。

聚异丙基丙烯酰胺(PNIPAM)是一种温敏型聚合物，当环境温度低于其最低临界温度LCST(32℃)时，亲水基团与水分子呈现较强的氢键作用，PNIPAM聚合物可溶于水，聚合物链在水中呈现伸展结构。温度高于LCST时，氢键破坏，异丙基和碳链的疏水作用导致PNIPAM聚合物链呈现收缩结构。近年来，PNIPAM修饰的纳米颗粒已被用于温度可控的样品的富集和释放，但由于缺少表面阵列的汇聚效应，所以在样品的富集及检测灵敏度方面仍然存在限制。因此，设计制备一种特殊的高分子阵列、实现样品的简单快速除盐及高灵敏检测势在必行。

发明内容

针对现有技术中存在的缺点与不足，本发明的目的在于提供一种温敏响应高分子阵列的制备方法及其在样品预处理中的应用。本发明制备及操作简单、普适性高、分析时间短、成本低廉，具有一定的生物医学应用价值。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

温敏响应高分子阵列的制备方法，利用光影印技术和炔基与巯基的点击化学技术，在氧化铟锡玻片(ITO玻片)构建羟基(OH)亲水性微阵列；利用羟基与2-溴异丁酰溴(BIBB)间的共价反应形成原位自由基聚合反应的引发剂，再在溴化亚铜(CuBr)和2,2’-联吡啶(Bpy)的催化下，单体N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)在ITO玻片表面聚合生成所述温敏反应高分子阵列，即高分子聚(N-异丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)的可控亲水性阵列。

进一步地，1-硫代甘油通过光引发剂安息香二乙醚，使巯基(SH)与ITO玻片上的炔基共价结合，形成羟基亲水性微阵列。

进一步地，利用表面原位生成的所述引发剂，在常温有机相条件下引发表面原子转移自由基聚合反应。