基于自组装寡肽的微芯片和生物材料表面功能化方法研究

来源 :中国化学会第22届全国色谱学术报告会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dx0746
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  近年来,聚二甲基硅氧烷(PDMS)是实验室中用于微流控芯片微加工最常用的基质,由于其具有化学惰性,无毒性,光学透明性,气体渗透性和快速成型等特点,因而在生物和化学研究中得到广泛的应用。同时,聚苯乙烯(PS)作为生物学研究领域中广泛使用的基质,具有生物相容性,机械强度高,透明性好,不透气性,成本低,易于制造等优点。然而,当PDMS 工程材料和PS 生物材料用于实际生物样品如血浆,血清,尿液和体液分析时,样品中蛋白质极易产生非特异性吸附于材料表面,导致严重的样品损失和设备性能下降。因此,迫切需要开发简单通用的基于PDMS和PS 基体材料的表面修饰技术以获得抗蛋白质非特异性吸附界面。在我们之前的工作中,系统地研究了离子互补肽在PDMS 微流控芯片表面的自组装,证明了碱性氨基酸残基的游离ε-NH2 基团与表面负电荷之间的离子型氢键对于亲疏水性固体表面蛋白质的强吸附起到关键作用[1,2]。基于这一理论,我们猜想序列中含有碱性氨基酸残基的小分子寡肽也可能将在固体表面形成以β-折叠为主的自组装涂层,并且在很大程度上能够抑制蛋白质的非特异性吸附。为了验证这一假设,这项工作中我们设计并合成了亲疏水性氨基酸交替排列的小分子寡肽,Ala-Lys-Ala-Lys-Ala-Lys-Ala-Lys,AK-Ⅷ,并在生理pH 条件下,研究寡肽在PDMS 和PS 材料上的自组装行为。考察了基体表面抗蛋白非特异吸附性能和生物兼容性。此外,我们还比较了BSA 和AK-Ⅷ 作为封闭试剂的作用效果,以评估它们在癌胚抗原(CEA)酶联免疫吸附试验(ELISA)中对抗原和检测抗体的非特异性吸附的抑制作用。实验结果表明,AK-Ⅷ 表现出比BSA 更好的封闭性能,不仅减少了抗原和检测抗体的非特异性吸附,而且在CEA 测定中提供更低的背景噪声,更低的检测限和更宽的线性范围。该研究为开发防污涂层提供了一种新颖且通用的制备方案,为解决基于PDMS 的工程材料和PS 的生物材料的非特异性蛋白质吸附问题奠定坚实有力的基础,为促进微流控技术和生物应用之间的合作发挥了重要作用。
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