[发明专利]一种用于生物分子固定的活化炔修饰表面玻璃材料及表面改性方法

说明书

本发明属于生物化学的技术领域，公开了一种用于生物分子固定的活化炔修饰表面玻璃材料及表面改性方法。方法：1)对玻璃材料进行表面羟基化处理，获得表面羟基化玻璃材料；2)采用氨基硅烷化试剂处理表面羟基化玻璃材料，获得氨基修饰的玻璃材料；3)采用二元炔基化合物处理氨基修饰的玻璃材料，获得活化炔修饰的玻璃材料。本发明通过表面改性成功在玻璃表面修饰了活化炔，并将其用于固定生物分子，实现了蛋白和多肽的表面化学固定。同时本发明的表面改性方法，条件温和，反应迅速，操作简单，而且在固定生物分子时不用对生物分子进行前修饰，无需催化剂，反应高效。

技术领域

本发明涉及生物化学领域，具体涉及一种玻璃材料表面改性方法及利用该改性方法获得的活化炔修饰表面的玻璃材料，并将活化炔修饰表面的玻璃材料用于固定生物分子。

背景技术

表面改性技术是一种强有力的工具，它可以改变材料表面的各种特性，如亲水性，表面电荷，生物相容性，反应性等。用于小分子和生物分子的表面固定的技术为生物传感，药物筛选，组织工程和其他化学和生物应用提供了有用的平台。由于生物系统的复杂性和这种技术的多功能性，开发简单有效的方法来丰富该领域具有重要意义。自组装单分子层(SAMs)，可以将不同的官能团修饰到基体表面。通常，分子可以通过两种方法固定在表面上：物理吸附和化学共价相互作用。基于静电和疏水相互作用的物理吸附操作简单，但吸附不稳定。相比之下，化学共价相互作用更稳定和精确。因此，开发简单有效的共价固定方法具有重要意义。

传统的用于表面生物分子固定的共价相互作用方法主要有：琥珀酰亚胺酯-氨基反应，醛基-氨基反应，环氧基-氨基反应，硫醇-马来酰亚胺反应等。然而，这部分反应或低效，或易于水解，或需要苛刻的反应条件，这些缺点限制了它们在生物分子固定中的实用性。近年来，快速，有效且仅需要简单反应条件的点击反应在表面改性中引起了更多的关注。几种经典的点击反应，如Huisgen叠氮化物环加成反应，Staudinger反应和Diels-Alder反应已被用于固定表面上的生物分子。然而，利用这些方法，生物分子需要预先修饰特定的官能团，这不仅加大了操作的复杂性，也可能对生物分子自身的活性造成影响。由于生物分子的多样性，开发新方法来实现其固定十分重要。

本发明通过炔胺点击反应对载玻片表面进行改性，该方法的条件温和，且无需任何催化剂，能够对多种生物分子进行固定，无需对蛋白等生物分子进行前修饰，无需催化剂，反应高效。

发明内容

为了克服现有技术的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种基于炔-胺点击反应的表面改性方法。该方法成功实现了对载玻片表面修饰活化炔，反应条件温和，无需催化剂。

本发明的另一目的在于提供由上述表面改性方法获得的活化炔修饰表面的玻璃材料。本发明通过表面改性，玻璃材料的表面修饰了活化炔基团，活化炔基团可以进一步与带氨基的小分子或生物分子发生反应而将其固定于表面。

本发明的再一目的在于提供上述活化炔修饰表面的玻璃材料的应用。所述活化炔修饰表面的玻璃材料用于固定含氨基的生物分子。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种基于炔-胺点击反应的表面改性方法，包括以下步骤：

1)对玻璃材料进行表面羟基化处理，获得表面羟基化玻璃材料；

2)采用氨基硅烷化试剂处理表面羟基化玻璃材料，获得氨基修饰的玻璃材料；所述氨基硅烷化试剂为3-氨丙基三乙氧基硅烷；

3)采用二元炔基化合物处理氨基修饰的玻璃材料，获得活化炔修饰的玻璃材料；

所述二元炔基化合物的结构为式(I)或(Ⅱ)：