第五章阻抗蛋白质非特异性吸附载体微球的制备..doc

第五章 阻抗蛋白质非特异性吸附载体微球的制备 5.1 前言 高通量药物筛选已经发展到了如何从日益复杂的筛选中获取有效的活性分子，保证活性分子能满足后续的动物和临床筛选，提高筛选结果的效率和质量。建立合理的高通量筛选模型时，必须考虑如何避免非特异性信号和背景噪声的干扰。特别是在低浓度的靶点分子（多为蛋白质）和较高浓度的干扰性非特异性分子共存的体系中，降低非特异性信号的干扰就显得尤为重要。如果无法解决非特异性的信号，则可能降低检测的精确性，甚至出现假阳性和假阴性的结果，最终影响检测结果的质量。目前，常用信噪比（the signal-to-Noise ratio，S/N）来评价检测和分析结果的质量[11, 64, 67]。信噪比，顾名思义，就是特异性信号与非特异性噪声的比值。信噪比越高，说明检测和分析的结果就越可靠。成功实施一项高通量药物筛选的项目，要求使用的各种免疫分析能提供高信噪比。因此，针对特定的具体应用，合理设计和优化载体的表面性质，阻抗蛋白质的非特异性吸附，提高检测的信噪比，也是高通量药物筛选孜孜以求的目标。 在目前采用的阻抗蛋白质非特异性吸附的材料中，其中PEG 因其特殊的亲水性、链柔顺性和无毒等特性，被广泛用于制备阻抗蛋白质吸附材料[136, 148, 149]。研究认为空间位阻效应是长链 PEG 阻抗蛋白质非特异性蛋白吸附的重要原因; 水化作用是短链的PEG基团阻抗蛋白质非特异性吸附的重要原因[144, 145, 297]。PEG阻抗蛋白质非特异性吸附的效果与PEG链的分子量、链长度、链组成和链的接枝密度等有关[297-299]。 PEG 阻抗蛋白质吸附材料的制备方法可以分为物理吸附或共混、化学接枝法, 更高层次为制备响应性聚合物和图案化聚合物[136, 300]。物理方法得到的PEG分子链因其与基体材料之间的作用力弱而容易脱落，面临着时效性差和吸附性能差等问题。一般改性方法是在PEG 分子链末端引入巯基，或者增加其它的作用力[163]。化学接枝法一共有表面接枝(Graft from)和接枝到表面(Graft to)两种方法[150]。两种方法制备的PEG阻抗材料能满足不同的要求。如Brooks等人[299]通过表面引发的原子转移自由基聚合法(atom transportation radical polymerization，ATRP)制备了不同分子量的PEG 衍生物，并接枝在聚苯乙烯的粒子上。作者发现接枝密度随着PEG 分子量的增大而降低，而PEG 悬挂端基的尺寸对聚合物刷的水力学厚度有重要影响。通过ATRP法制备的PEG 材料具有很好的阻抗性，随着接枝密度的增大，蛋白质吸附降低。 在本文中，我们通过烯丙基聚乙二醇(APEG)与苯乙烯分散共聚制备阻抗蛋白质非特异性吸附的微球。本文的目的包括：(1)制备阻抗蛋白质非特异性吸附的单分散性微球； (2)探讨所制备微球阻抗蛋白质非特异性的性能。 5.1 实验部分 5.1.1试剂与仪器 苯乙烯，化学纯(≥98%)，购于广东汕头西陇化工厂。使用前，须将苯乙烯先用5％(wt)的NaOH水溶液洗涤、萃取，以完全脱除阻聚剂，然后减压蒸馏，最后将净化后的苯乙烯密封保存于4℃的冰箱中；2，2′-偶氮二异丁腈(AIBN)，分析纯(≥99%)，购于天津科密欧化学试剂开发中心；聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，分析纯，平均分子量约30000，购于成都科龙化工试剂厂；无水乙醇，分析纯(≥99.7%)，购于广东光华化学厂。AIBN、PVP和无水乙醇分别用作自由基引发剂、稳定剂和分散介质。烯丙基聚乙二醇(APEG，分子量为2400)购于华威锐科化工有限公司。牛血清蛋白(Bovine Serum Albumin, BSA，第五组分)，美国Amresco公司产品。 所需的仪器包括： Senco S-212型恒速搅拌器 上海申顺生物科技有限公司 W201恒温水浴锅 上海申顺生物科技有限公司 85-2型恒温磁力搅拌器 上海司乐仪器厂 Anke TDL-40B型离心机 上海安亭科学仪器厂 WS70-1型红外线快速干燥器 上海吴淞五金厂 DZF 6050真空干燥箱 上海精宏实验设备有限公司 HZS-H水浴振荡器 哈尔滨市东明医疗仪器公司 BS124S型万分位电子天平 德国，Sartorious公司 Leitz-AMR-1000 SEM 德国，LEITZ公司 粒径及zeta电位测定仪（Zetasizer?-HS） 英国，马尔文公司 5.2.2 APEG与苯乙烯分散共聚 Fig. 5-1 Schematic diagram of the prepared APEG functional microspheres by APEG and St dispersion copolymeriz