專利名稱：向物質(zhì)表面引入功能性官能團(tuán)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種表面化學(xué)技術(shù)，尤其涉及一種向物質(zhì)表面引入功能性官能團(tuán)的方法。在此，具有代表性的功能性官能團(tuán)為固定受體所需的官能團(tuán)或其本身為具有受體功能的官能團(tuán)。
背景技術(shù)：
在利用生物傳感器(biosensor)、氣體傳感器(gas sensor)、納米(粒子)診斷或納米給藥(drug delivery)領(lǐng)域，脂質(zhì)體(liposome)診斷或脂質(zhì)體給藥領(lǐng)域，以及色譜分析等多個(gè)領(lǐng)域中，向物質(zhì)(例如固體或顆粒)表面引入含有特定功能的功能性官能團(tuán)(functional group)非常重要。這些官能團(tuán)可以用于固定起到受體作用的生物高分子(biological macromolecules),而且其本身也可以用于分子識(shí)另Ij (molecular recognition)。在脂質(zhì)體表面固定受體的情況，通常使用較多的是在磷脂酰乙醇胺 (phosphatidylethanolamine ；PE)的脂質(zhì)上引入特定官能團(tuán)的方法。這是由于PE的頭部基團(tuán)(head group)上含有氨基(amino group)，從而容易引起化學(xué)反應(yīng)。例如，制備含有PE 的脂質(zhì)體，將該脂質(zhì)體與N-琥珀酰-3-2-聯(lián)硫基吡啶-丙酸鹽(N-succinimidyl pyridyl dithiopropionate ；SPDP)等化合物反應(yīng)，生成二硫代嘧啶基(dithiopyridyl group)(參照?qǐng)D1)。在這里使含有硫醇基的受體進(jìn)行反應(yīng)，進(jìn)而通過(guò)雙硫鍵使受體固定。但是這種在表面引起化學(xué)反應(yīng)的方法會(huì)有反應(yīng)效率低、繁瑣、再生性差的缺點(diǎn)。在生物傳感器的金屬表面固定受體的情況，通常使用較多的是在金屬表面形成自組裝單分子層(self-assembled monolayer, SAM)的方法。根據(jù)硫原子和金屬表面的化學(xué)吸附鍵和烴鏈之間的疏水性引力，使得一端含有硫醇基的烷基硫醇化合物在金屬表面自發(fā)地形成自組裝單分子層。這時(shí)如果在烷基硫醇化合物的含有硫醇基的一端的對(duì)立端上含有特定的官能團(tuán)，可以利用該官能團(tuán)固定其它分子。例如，用Il-^tSi烷酸(11-mercapto-l-undecanoic acid, MUA)等化合物制備自組裝單分子層后，使得在上述自組裝單分子層表面的羧基依次與N-乙基-N' -(3- 二甲基氨基丙基)碳二亞胺(N-ethyl-N' -(3-dimethylaminopropyl) carbodiimide ；EDC) 和N-羥基琥珀酰亞胺(N-hydroxysuccinimide ；NHS)進(jìn)行反應(yīng)，在原來(lái)羧基的位置引入 NHS基，從而使該位置能夠與含有氨基的受體分子進(jìn)行反應(yīng)(參照?qǐng)D2)。當(dāng)受體分子含有硫醇基的情況，用11-氨基-1-十一烷硫醇 (ll-amino-1-undecanethiol)等化合物制備自組裝單分子層后，使自組裝單分子層表面的氨基與N-(馬來(lái)酰亞胺基丁酸)琥珀酰亞胺酯{N-[-Maleimidobutyrtloxy] succinimide ； GMBS}反應(yīng)，在原來(lái)氨基的位置引入馬來(lái)酰亞胺基(maleimide)，從而能夠固定含有硫醇基的受體分子。此外，在固定抗體時(shí)，使抗體和高碘酸鈉(sodium m-periodate)(或碘酸鈉)反應(yīng)，從而在抗體含有的碳水化合物上形成醛基。采用與固定氨基相同的方法，在金屬表面引入NHS基，然后與碳酰胼(carbohydrazide)反應(yīng)，從而引入疊氮基(azide group)。在這里使得含有醛基的抗體進(jìn)行反應(yīng)，會(huì)形成席夫堿(Schiff's base)，將該席夫堿再與氰基硼氫化物(cyanoborohydride)反應(yīng)，從而使結(jié)合穩(wěn)定(參照?qǐng)D3)。綜上所述，按照現(xiàn)有方式利用酰胼(hydrazide)官能團(tuán)固定抗體的情況，如果從形成SAM的傳感芯片開始要經(jīng)過(guò)EDC/NHS反應(yīng)、碳酰胼(carbohydrazide)反應(yīng)、乙醇胺 (ethanolamine)反應(yīng)、抗體固定反應(yīng)、氰基硼氫化物反應(yīng)等5個(gè)步驟，總花費(fèi)時(shí)間約為3 4小時(shí)。像這樣在SAM上引起化學(xué)反應(yīng)的方法與在脂質(zhì)體上引起化學(xué)反應(yīng)的情況同樣存在反應(yīng)性低、繁瑣、再生性差的問(wèn)題，因此也使用一些含有固定所需官能團(tuán)的烷基硫醇化合物。例如，混入端部含有NHS基的二硫基(十一烷酸琥珀酰亞胺酯) [dithiobis(succinimidyl undecanoate)](參照?qǐng)D4)等化合物形成SAM，不需要附加反應(yīng)就能夠在SAM表面引入能夠使含有氨基的分子反應(yīng)的NHS基。但是像這種含有特定官能團(tuán)的烷基硫醇化合物難于合成，不僅費(fèi)用昂貴，而且穩(wěn)定性差，因此不能夠廣泛使用。為了解決這種化學(xué)固定法的缺點(diǎn)，以往也會(huì)使用固定抗生物素(avidin)蛋白的傳感芯片?？股锼氐鞍缀信c生物素(biotin)選擇性地強(qiáng)烈結(jié)合的特性，因此用化學(xué)方式將生物素與受體分子進(jìn)行結(jié)合不僅簡(jiǎn)單，而且如果是抗體的情況，也可以購(gòu)買事先與生物素結(jié)合了的抗體。并且，將結(jié)合了生物素的受體附加在固定有抗生物素蛋白的傳感芯片上，能夠在短時(shí)間內(nèi)使受體簡(jiǎn)單地進(jìn)行固定。但是抗生物素蛋白比較容易變性，因此含有抗生物素蛋白的傳感芯片難于保存，并且價(jià)格昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的局限性而完成的，其主要目的在于提供一種不需要經(jīng)過(guò)多個(gè)步驟的化學(xué)反應(yīng)，就能夠向物質(zhì)表面引入一種功能性官能團(tuán)的簡(jiǎn)單易行的引入官能團(tuán)的方法。本發(fā)明的另一目的在于，不僅能夠容易地引入以往通過(guò)化學(xué)反應(yīng)不能夠引入或難于引入的官能團(tuán)，而且通過(guò)利用便宜的材料向物質(zhì)表面引入功能性官能團(tuán)，從而在有關(guān)表面化學(xué)技術(shù)方面提高經(jīng)濟(jì)效益。解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)手段根據(jù)本發(fā)明的向物質(zhì)表面引入功能性官能團(tuán)的方法是提供一種將含有功能性官能團(tuán)的化合物和脂質(zhì)混合，引入到物質(zhì)表面的方法。本發(fā)明涉及的方法的特征為，例如包括將含有功能性官能團(tuán)的化合物和脂質(zhì)混合，從而形成脂質(zhì)體的步驟；以及向上述物質(zhì)表面引入上述脂質(zhì)體的步驟。本發(fā)明涉及的上述“物質(zhì)” 一般是指金屬、陶瓷、脂質(zhì)體、半導(dǎo)體、高分子中的任何一種。并且，這些物質(zhì)可以是指生物傳感器、氣體傳感器、納米物質(zhì)、色譜分析介質(zhì)、半導(dǎo)體、 高分子、脂質(zhì)體等構(gòu)成表面的物質(zhì)。在此，功能性官能團(tuán)應(yīng)從廣義上解釋為，為了賦予物質(zhì)特定的機(jī)能所必須的官能團(tuán)。具有代表性的功能性官能團(tuán)可以是固定受體所必要的官能團(tuán)或其本身為具有受體功能的官能團(tuán)。并且，上述本發(fā)明涉及的“受體”從廣義上應(yīng)理解為直接或間接地連接在物質(zhì)表面，從而能夠與靶物質(zhì)相互作用的物質(zhì)。這些受體中，具有代表性的有用于利用生物傳感器、氣體傳感器、納米(粒子)診斷或納米給藥，脂質(zhì)體診斷或給藥、色譜分析(chromatography)等多個(gè)領(lǐng)域的生物高分子或有機(jī)官能團(tuán)。不僅可以使用抗體或激素等蛋白質(zhì)，還可以使用核酸或碳水化合物等任何物質(zhì)來(lái)作為生物高分子?？梢允褂脧聂然虬被綇?fù)雜的生物素或葉酸(folic acid)等任何一種形態(tài)的官能團(tuán)來(lái)作為有機(jī)官能團(tuán)。有益效果與現(xiàn)有方法相比本發(fā)明涉及的利用脂質(zhì)體向固體或粒子表面引入功能性官能團(tuán)的方法既簡(jiǎn)便、又縮短了時(shí)間，不但在固定受體上具有高效及高再生性的效果，而且能夠引入用現(xiàn)有方法不能夠引入的官能團(tuán)。由于上述效果，本發(fā)明涉及的方法在向例如生物傳感器，氣體傳感器，色譜分析介質(zhì)，用于傳遞藥物的納米物質(zhì)、用于診斷的納米物質(zhì)等表面引入功能性官能團(tuán)方面是非常有利的。


圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)制備含有PE的脂質(zhì)體，然后將該脂質(zhì)體與SPDP反應(yīng)生成二硫代嘧啶基(dithiopyridyl group)的方法。圖2示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)由EDC和NHS的連續(xù)反應(yīng)，使SAM的羧基轉(zhuǎn)換成NHS基后，再與蛋白質(zhì)的氨基進(jìn)行反應(yīng)，從而固定蛋白質(zhì)的方法。圖3示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，將圖2形成的NHS基轉(zhuǎn)換為酰胼基，從而固定抗體的方法。圖4示出了現(xiàn)有技術(shù)中二硫基(十一烷酸琥珀酰亞胺酯)的化學(xué)式。圖5為用以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明的脂質(zhì)(lipid)的構(gòu)造圖。圖6為用以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明的脂質(zhì)雙分子層(lipid bilayer)和脂質(zhì)體的構(gòu)造圖。圖7為用以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明的在金屬表面附加烷基硫醇化合物時(shí)形成的自組裝單分子層的構(gòu)造圖。圖8為用以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明的在傳感器表面的疏水性自組裝單分子層上附加脂質(zhì)體時(shí)所形成的脂質(zhì)單分子層的構(gòu)造圖。圖9為用以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明的生物素-PE(biotin_PE ； 1，2-Dioleoyl-sn-Glyce ro-3-phosphatidylethanolamine-n-biotinyl)白勺結(jié)構(gòu)式。圖10為用以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明的將含有固定受體所需官能團(tuán)的脂質(zhì)混合到基礎(chǔ)脂質(zhì)上，從而形成脂質(zhì)體，然后將該脂質(zhì)體附加到疏水性自組裝單分子層上時(shí)所形成的脂質(zhì)單分子層的構(gòu)造圖。圖11為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中的具有不同用途的脂質(zhì)構(gòu)造圖，所述脂質(zhì)含有功能性官能團(tuán)。圖12為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中的具有不同用途的幾種長(zhǎng)鏈烴結(jié)構(gòu)圖，所述長(zhǎng)鏈烴含有功能性官能團(tuán)。
圖13為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中的脂質(zhì)單分子層的結(jié)構(gòu)圖，所述脂質(zhì)單分子層的結(jié)構(gòu)是將含有功能性官能團(tuán)的烴類化合物混合到基礎(chǔ)脂質(zhì)上形成脂質(zhì)體，然后將該脂質(zhì)體附加到疏水性自組裝單分子層上時(shí)所形成的。圖14根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例，示出了能夠自組裝的三種功能性分子，(a)為含有功能性官能團(tuán)的烴類化合物，(b)為含有功能性官能團(tuán)的烷基硫醇化合物，(C)為含有功能性官能團(tuán)的脂質(zhì)，功能性官能團(tuán)用R表示。圖15為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中的氣體傳感器的表面結(jié)構(gòu)圖，該氣體傳感器的表面是利用含有特定官能團(tuán)的脂質(zhì)與基礎(chǔ)脂質(zhì)混合形成脂質(zhì)體進(jìn)行涂布的。圖16為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中的氣體傳感器的表面結(jié)構(gòu)圖，該氣體傳感器的表面是利用含有特定官能團(tuán)的烴類化合物與基礎(chǔ)脂質(zhì)混合形成脂質(zhì)體后，利用該脂質(zhì)體進(jìn)行涂布的氣體傳感器的表面結(jié)構(gòu)。圖17為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例，示出了利用僅由含有特定官能團(tuán)的脂質(zhì)構(gòu)成的脂質(zhì)體來(lái)進(jìn)行涂布的氣體傳感器的表面結(jié)構(gòu)。圖18為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中的利用辛酰胼來(lái)固定被氧化抗體的過(guò)程中的頻率變化圖。為了與圖18的結(jié)果進(jìn)行比較，圖19為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)來(lái)固定被氧化抗體過(guò)程中的
頻率變化圖。圖20為本本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中的頻率變化圖，該頻率變化圖表示在利用辛酰胼固定被氧化抗體制備得到的免疫傳感芯片中，頻率隨抗原濃度發(fā)生變化的頻率變化值。圖21為本本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中的頻率變化圖，該頻率變化圖表示在利用辛酰胼固定被氧化抗體制備得到的免疫傳感芯片中，反復(fù)注入具有相同濃度的抗原時(shí)的頻率變化值。圖22為本本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中的頻率變化圖，該頻率變化圖表示在利用MBP-PE 固定含有硫醇基的抗體，從而制備得到的免疫傳感芯片中，根據(jù)抗原濃度變化的頻率變化值和反復(fù)注入具有相同濃度抗原時(shí)的頻率變化值圖表。圖23為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中的頻率變化圖，該頻率變化圖表示在利用馬來(lái)酰亞胺固定含有硫醇基的抗體、制備得到的免疫傳感芯片中，反復(fù)注入具有相同濃度的抗原時(shí)的頻率變化。圖M為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中的頻率變化圖，該頻率變化圖表示在利用生物素-PE 固定抗生物素蛋白、然后再在其上面固定附有生物素基的抗體、從而制備得到的免疫傳感芯片中，根據(jù)抗原濃度發(fā)生變化的頻率變化值。圖25為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中的三種氣體傳感器與氣態(tài)有機(jī)化合物進(jìn)行反應(yīng)的比較圖，所述三種氣體傳感器為僅用基礎(chǔ)脂質(zhì)的DPPC涂布的氣體傳感器和將基礎(chǔ)脂質(zhì)分別與生物素-PE、MBP-PE或NBD-PE進(jìn)行混合涂布的傳感器。圖沈?yàn)楸景l(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中的兩種氣體傳感器與氣態(tài)有機(jī)化合物進(jìn)行反應(yīng)的比較圖，所述兩種氣體傳感器為用3-十二烷基噻吩酮或十二腈與基礎(chǔ)脂質(zhì)DPPC混合制備的脂質(zhì)體進(jìn)行涂布的兩種氣體傳感器與有機(jī)氣體的反應(yīng)進(jìn)行比較的圖表，乙酸乙酯為3-氯
丙酸乙酯。圖27為本本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中的頻率變化圖，表示利用十八基NTA在生物傳感器表面固定Ni2+離子、然后在其上面再結(jié)合六組氨酸標(biāo)記麥芽糖結(jié)合蛋白[(His) 6-tagged MBP]時(shí)的頻率變化值。
具體實(shí)施例方式下面根據(jù)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的具體方法來(lái)詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明的權(quán)利范圍并不僅限于下述這些實(shí)施例。首先，參照?qǐng)D5-10對(duì)與本發(fā)明實(shí)施例脂質(zhì)層的形成有關(guān)的基本事項(xiàng)進(jìn)行說(shuō)明。如圖5所示，脂質(zhì)是由極性頭部和非極性尾部構(gòu)成，其構(gòu)造顯示為極性頭部具有兩個(gè)非極性尾部。如圖6所示，由于這種脂質(zhì)的結(jié)構(gòu)特性，使得將脂質(zhì)放入水溶液環(huán)境中時(shí)，為了將疏水性尾部向內(nèi)隱藏，會(huì)形成脂質(zhì)雙分子層(lipid bilayer)，結(jié)果制備得到脂質(zhì)體(liposome)。如圖7所示，采用十八硫醇(octadecanethiol)制備的自組裝單分子層具有疏水性表面，因此如圖8所示，將其與形成有脂質(zhì)雙分子層的脂質(zhì)體反應(yīng)，會(huì)使得脂質(zhì)體內(nèi)脂質(zhì)的疏水性尾部與疏水性表面接觸形成脂質(zhì)單分子層(monolayer)。在這樣的脂質(zhì)中混入含有功能性官能團(tuán)的脂質(zhì)能夠有效地向生物傳感器表面引入功能性官能團(tuán)。例如，將生物素-PE (參照?qǐng)D9)等脂質(zhì)與基礎(chǔ)脂質(zhì)混合形成脂質(zhì)體，如圖10所示，使該官能團(tuán)出現(xiàn)在脂質(zhì)單分子層表面，從而能夠在其上面固定抗生物素蛋白。這里所指的“基礎(chǔ)脂質(zhì)”為不合有功能性官能團(tuán)的脂質(zhì)，是指能夠與含有功能性官能團(tuán)的化合物混合形成脂質(zhì)體的物質(zhì)。本發(fā)明實(shí)施例中含有功能性官能團(tuán)的化合物可以選自“含有功能性官能團(tuán)的脂質(zhì)”或“含有功能性官能團(tuán)的長(zhǎng)鏈烴”中的任意一個(gè)以上。含有功能性官能團(tuán)的化合物含有能夠直接用于受體固定反應(yīng)的官能團(tuán)或是含有能夠直接用于和其它分子相互反應(yīng)的官能團(tuán)，因此能夠通過(guò)疏水性尾部與脂質(zhì)混合，從而形成層(layer)。這種含有功能性官能團(tuán)的化合物例如有生物素-PE，除此之外還有如圖11所示的1，2- 二棕櫚酰基-sn-甘油基-二氧磷基乙醇胺-N44-(對(duì)-馬蘭酰亞胺苯基)丁酰胺{l，2-dipalmi toyl-sn-glycero-p hosphoethanolamine-N-[4- (p-maleimidophenyl) butyrami de ；MBP-PE}或 1，2_ ^ 油酉先基-sn-甘油基-{[N-(5-氨基-1-羧基戊基)亞胺基二醋酸]琥珀酰{l，2-di0le0yl-sn-glycero-3-{[N(5-amino-l-carboxypen tyl)imino diacetic acid]succinyl ；D0GS-NTA} 等含有功能性官能團(tuán)的脂質(zhì)。并且，如圖12所示的具有代表性的含有功能性官能團(tuán)的化合物例如還有十八基生物素(octadecyl biotin)、十八基酰胼(octadecyl hydrazid e)、馬來(lái)酰亞胺 (octadecyl maleimide)、十八基NTA(octadecyl N-nitr ilotriacetic acid)等含有功能性官能團(tuán)的長(zhǎng)鏈烴。含有功能性官能團(tuán)的長(zhǎng)鏈烴能夠與脂質(zhì)混合形成脂質(zhì)體。并且如果利用含有功能性官能團(tuán)長(zhǎng)鏈烴的脂質(zhì)體在自組裝單分子層上形成脂質(zhì)單分子層，能夠向物質(zhì)表面引入功能性官能團(tuán)。(圖13)。圖14示出了本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中的含有功能性官能團(tuán)的三種功能性化合物。特別地，圖14中的含有功能性官能團(tuán)的烴(a)與含有功能性官能團(tuán)的烷基硫醇化合物(b)或含有功能性官能團(tuán)的脂質(zhì)(c)相比具有單一的結(jié)構(gòu)，因此與脂質(zhì)或烷基硫醇化合物相比具有以下優(yōu)點(diǎn)。一、由于脂肪族鏈的單一結(jié)構(gòu)，對(duì)反應(yīng)條件的限制少，并且已經(jīng)存在很多長(zhǎng)烴鏈的化合物，因此能夠使用很多種類的含有長(zhǎng)烴鏈的化合物。第二、由于飽和的脂肪族鏈反應(yīng)度低下，因此穩(wěn)定且易于保存。第三、由于上述原因，具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。在本發(fā)明中，制備脂質(zhì)體時(shí)，使用的含有基礎(chǔ)脂質(zhì)及功能性官能團(tuán)的化合物，并干燥成膜形態(tài)保存到小瓶中，使其能夠用于制備脂質(zhì)體，其中每小瓶(vial)中的量?jī)?yōu)選為能夠涂布一個(gè)傳感器芯片的量?；蛘呤强梢允孪戎苽浜弥|(zhì)體后，分成每份能夠涂布一個(gè)傳感芯片的量，然后以凍結(jié)的狀態(tài)保存使用。這種情況下，優(yōu)選在使用之前稍進(jìn)行超聲波處理，使脂質(zhì)體再重新轉(zhuǎn)換為SUV(small unilamella vesicle)。此外，如上所述的本發(fā)明提供的向物質(zhì)表面引入含有功能性官能團(tuán)的方法能夠應(yīng)用于如下物質(zhì)的表面化學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)具有疏水性表面的物質(zhì)、能夠?qū)⒈砻孓D(zhuǎn)換為疏水性的所有物質(zhì)、脂質(zhì)體等脂質(zhì)粒子、以及能夠使脂質(zhì)雙分子層結(jié)合的所有物質(zhì)等。例如，能夠應(yīng)用于利用表面等離子共振(surface ρlasmon resonance，SPR)原理的生物傳感器或構(gòu)成石英晶體微量天平(quartz crystal microbalance)生物傳感器表面的物質(zhì)(一般為金屬)。除了如上述石英晶體微量天平具有金屬表面之外，其他例如，碳納米管氣體傳感器、半導(dǎo)體方式氣體傳感器、納米線FETOianowire FET)氣體傳感器、電化學(xué)式氣體傳感器等各種傳感器的表面也可以用脂質(zhì)層進(jìn)行涂布。因此，如圖15或圖16所示，用包含功能性官能團(tuán)的化合物的脂質(zhì)體進(jìn)行涂布，能夠制備得到表面化學(xué)性能不同的多種傳感器。根據(jù)表面化學(xué)性能的不同傳感器與有機(jī)氣體發(fā)生的反應(yīng)也不同，因此可以用作特異性的氣體傳感器。并且，在氣體傳感器的情況，由于分析對(duì)象物質(zhì)為分子量較小的有機(jī)化合物，因此為了使得傳感器表面的化學(xué)性能均勻，如圖17所示，可以僅用一種含有功能性官能團(tuán)的脂質(zhì)來(lái)進(jìn)行涂布。將多種氣體傳感器適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行組合最終能夠構(gòu)成電子鼻(e-nose)。 由于C18硅膠的表面具有疏水性，因此可以涂布脂質(zhì)層，通過(guò)本發(fā)明的方法還可以用作引入了多種官能團(tuán)的色譜分析介質(zhì)(chromatography media)。例如將十八基NTA與脂質(zhì)體混合后進(jìn)行涂布能夠制備得到具有組氨酸標(biāo)記(histidine tag)的能夠分離蛋白質(zhì)的物質(zhì)。并且，由于脂質(zhì)體為脂質(zhì)雙分子層，因此能夠直接引入含有功能性官能團(tuán)的化合物。在制備脂質(zhì)體時(shí)，加入適當(dāng)?shù)暮泄δ苄怨倌軋F(tuán)的化合物來(lái)制備，從而能夠向脂質(zhì)體容易地引入以抗體為首的靶標(biāo)配體(targeting ligand)。這種具有靶標(biāo)配體的脂質(zhì)體能夠用于治療物質(zhì)的傳遞或診斷。疏水性聚(二甲基硅氧烷)[polyWimethylsiloxane) ；PDMS]表面能夠用單分子層進(jìn)行涂布，與此相反，如果將PDMS表面用等離子進(jìn)行氧化，轉(zhuǎn)換為親水性，就能夠用脂質(zhì)雙分子層進(jìn)行涂布。由此，通過(guò)上述多種方法能夠向PDMS表面引入功能性官能團(tuán)。納米物質(zhì)可以用于超靈敏度的生物傳感器診斷、治療物質(zhì)傳遞、生命科學(xué)研究等方面，這種應(yīng)用的核心技術(shù)就是生物因子功能化(biofimctionalization)。本發(fā)明的方法也能夠用于納米物質(zhì)的生物因子功能化。例如，用三辛基氧化磷(trioctylphosphine oxide ；Τ0Ρ0)穩(wěn)定量子點(diǎn) (TOPO-stabilized quantum dot)的情況下，利用T0P0具有疏水性表面的性質(zhì)，能夠在其上面直接形成單分子層。特別地，該方法不是采用替代Τ0Ρ0層的方法，而是在其上面附加一層的方法，因此具有不會(huì)使量子點(diǎn)露出敏感的表面的優(yōu)點(diǎn)。可以采用與QCM或sra表面相同的方法在金或銀等納米粒子的表面利用烷基硫醇來(lái)形成疏水性SAM，然后在其上面形成脂質(zhì)單分子層，最近還有直接用脂質(zhì)包圍來(lái)合成納米粒子的方法的相關(guān)報(bào)道。由于碳納米管具有疏水性表面，因此可以在其表面形成脂質(zhì)層。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法向物質(zhì)表面引入功能性官能團(tuán)，其結(jié)果為能夠賦予納米物質(zhì)生物功能性。下面基于上述說(shuō)明，參照?qǐng)D18-26，通過(guò)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，對(duì)多個(gè)向物質(zhì)表面引入功能性官能團(tuán)的實(shí)驗(yàn)例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1利用辛酰胼將抗體固定于生物傳感器表面準(zhǔn)備用于牛物傳感器的測(cè)定裝置石英晶體微量天平(quartz crystal microbalance，QCM)購(gòu)自日本晶體生命陽(yáng)光 (Crystal Sunlife)公司。石英晶體微量天平呈四角形，大小為》(8mm，圓形金電極的直徑為5mm，石英晶體微量天平的固有頻率為10MHz。由于石英晶體微量天平的頻率隨著質(zhì)量的增加，成比例地減小，因此如果在石英晶體微量天平的表面固定有能夠與分析對(duì)象物質(zhì)結(jié)合的受體，就能夠利用頻率隨著分析對(duì)象物質(zhì)的結(jié)合變化的原理將其用作生物傳感器。使用的石英晶體微量天平生物傳感器為本研究室制作。本發(fā)明中，在石英晶體微量天平上同時(shí)使用了井狀氣孔(well cell)和流動(dòng)型氣孔(flow cell)。所述井狀氣孔具有能夠添加溶液的井，所述流動(dòng)型氣孔形成為溶液通過(guò)管子流動(dòng)，以使得液體與石英晶體微量天平電極接觸。首先在井狀氣孔中使能夠與檢測(cè)物質(zhì)進(jìn)行特異結(jié)合的受體蛋白固定，然后用流動(dòng)型氣孔代替，使緩沖溶液通過(guò)泵注入，需要檢測(cè)的試樣用注入閥(injection valve)注入。分析物質(zhì)通過(guò)設(shè)置在井狀流動(dòng)型氣孔上面的 QCM的表面與抗體結(jié)合，這樣質(zhì)量會(huì)發(fā)生變化，從而振動(dòng)頻率會(huì)發(fā)生變化，頻率測(cè)定裝置測(cè)定出該頻率，能夠通過(guò)電腦發(fā)送來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。自組裝單分子層(SAM)的形成為了對(duì)石英晶體微量天平的表面進(jìn)行洗滌，將石英晶體微量天平浸泡于60°C的食人魚洗液(piranha solution) (H2SO4 H2O2 = 7 3) 1分鐘，然后用蒸餾水和乙醇沖洗后， 用氮?dú)膺M(jìn)行干燥。然后將石英晶體微量天平放入到將I-十八硫醇(1-octadecanethiol， Sigma-Aldrich,USA)以2mM的濃度溶于乙醇中的溶液中進(jìn)行12-15小時(shí)攪拌，以使得電子表面形成自組裝單分子層(self-assembled monolayer, SAM)。然后取出形成了 SAM的傳感芯片用乙醇進(jìn)行沖洗，然后用氮?dú)膺M(jìn)行干燥后裝入到氣孔(cell)中。由此，通過(guò)加入烷基硫醇分子，例如十八硫醇(octadecanethiol)等含有硫醇基 (thiol group)的烴類化合物會(huì)使得硫原子通過(guò)化學(xué)吸附附著到金屬表面，由疏水性碳?xì)滏溨g的引力作用制備得到如圖7所示的SAM。脂質(zhì)體的制備制備與上述SAM結(jié)合的脂質(zhì)體。本實(shí)施例中以2 1的摩爾比將二棕櫚酰磷脂酰膽堿(dipalmitoyl phosphatidyl cholin ；DPPC)和辛酰胼進(jìn)行混合制備得到脂質(zhì)體。在此，DPPC用作形成脂質(zhì)體的基礎(chǔ)脂質(zhì)，辛酰胼用作含有功能性官能團(tuán)的烴類化合物，以使得脂質(zhì)體上具有酰胼基。辛酰胼含有如圖12所示的與十八基酰胼相同的官能團(tuán)，具有僅是烴鏈長(zhǎng)度短的結(jié)構(gòu)。使用裝有事先干燥為膜形態(tài)脂質(zhì)的小瓶制備脂質(zhì)體，每瓶的量能夠在一個(gè)傳感芯片上固定受體，在該種情況下，在裝有脂質(zhì)膜的小瓶中加入120 μ L的ρΗ值調(diào)至7. 0的0. IM 的4-(2- 乙基)喊嚷一1-乙石智石黃酸[4-(2-Hydroxyethyl)piperazine-l-ethane sulfonicacid ；HEPES]緩沖溶液，輕緩地展開膜，充填氮?dú)夂髶踝∩厦?，然后進(jìn)行超聲波處理，使其呈小型單層水泡(small unilamella vesicle ；SUV) 超聲波處理的方法有兩種。第一種為使小瓶漂在水溫調(diào)為50-60°C左右的超聲波洗滌裝置中，處理1小時(shí)左右。第二種方法為在500ml的燒杯中加入3分之2的水，然后在小瓶浮在水上的狀態(tài)下，用超聲波高速攪拌器(ultrasonic homogenizer)進(jìn)行20分鐘左右超聲波處理。是否形成SUV可通過(guò)由不透明的白色變?yōu)榛野椎牧辽珌?lái)判斷。在脂質(zhì)薄膜小瓶中加入緩沖溶液，開始會(huì)形成幾層層疊形成的多層板小泡(multilamella vesicle ； MLV)，呈不透明的白色。在此附加超聲波能會(huì)使得脂質(zhì)之間的引力被破壞，發(fā)生重組，從而達(dá)到平衡。結(jié)果為形成呈稍微灰白透明顏色的小的脂質(zhì)體SUV。上沭脂質(zhì)體與自組裝單分子層的結(jié)合用下述方法將上述制備得到的脂質(zhì)體和形成有自組裝單分子層的傳感芯片進(jìn)行反應(yīng)。將形成有SAM的QCM用1-十八硫醇附著到井狀氣孔中。將由1-十八基硫醇形成的 SAM表面用100 μ L的辛基葡萄糖苷(octyl glucoside)沖洗3次，然后立即加入100 μ L的脂質(zhì)體溶液，于50°C下放置30-60分鐘。將上述井狀氣孔連接到頻率測(cè)定裝置上，然后去除脂質(zhì)體溶液，放入0. IM的100 μ L氫氧化鈉(NaOH)溶液，放置30秒。然后用磷酸鹽緩沖液 (phosphate buffered saline,PBS)沖洗3次。由此來(lái)確定制備得到的用于固定抗體的生物傳感器的抗體是否被固定?？贵w的氧化在將抗體(抗山羊免疫球蛋白G抗體，anti-goat IgGAb)固定于QCM表面之前，通過(guò)氧化反應(yīng)在抗體中包括的碳水化合物部分來(lái)形成醛基。由于醛基與酰胼基反應(yīng)形成共價(jià)鍵，因此能夠?qū)⒖贵w以一定的方向進(jìn)行固定。在抗體(anti-goat IgG Ab)以0. 5mg/mL的濃度溶于PBS的溶液中加入0. 2ml高碘酸鈉溶液，然后在暗處反應(yīng)30分鐘。沒(méi)有反應(yīng)的高碘酸鈉通過(guò)對(duì)緩沖溶液A (IOOmM sodium acetate buffer, pH5. 5)透析來(lái)去除掉?？贵w的固定及確認(rèn)將依次結(jié)合有自組裝單分子層和脂質(zhì)單分子層的QCM表面用pH值為5. 5的IOOmM 醋酸鈉緩沖溶液沖洗3次后，加入用高碘酸鈉氧化的抗體反應(yīng)1小時(shí)。然后用超純水洗滌 3次，為了雙鍵的還原加入0. 1M100 μ L的氰硼氫化物(cyanoborohydride)反應(yīng)1小時(shí)后， 使得含有醛基的受體固定穩(wěn)定。最后，為了防止蛋白質(zhì)的非特異性吸附用封閉緩沖液(b locking buffer ；ImM EDTA,0. 25% bovine serum albumin,0. 1% sodi um azide,0. 05% Tween-20 in PBS)對(duì)QCM表面處理30分鐘。圖18為固定抗體過(guò)程中頻率的變化圖。在此能夠看出當(dāng)加入氧化的抗體進(jìn)行反應(yīng)時(shí)頻率漸漸地減小，這說(shuō)明根據(jù)抗體的結(jié)合，使得QCM表面的質(zhì)量增加了。但是加入 NaCNBH3反應(yīng)的情況幾乎沒(méi)有質(zhì)量的變化，因此能夠看出頻率仍舊沒(méi)有變化。使用該方法共需要150分鐘。該方法包括兩個(gè)步驟的化學(xué)反應(yīng)和為了抑制非特異性吸附的用BSA涂布的過(guò)程。但是由圖18可以看出抗體固定反應(yīng)在30分鐘內(nèi)基本完成，并且根據(jù)NaCNBH3的還原反應(yīng)進(jìn)行得也非?？欤虼藢⑿纬芍|(zhì)單分子層的時(shí)間包括在內(nèi)整體上可以將時(shí)間縮短至90分鐘以內(nèi)。與此相反，如圖2和圖3所示的現(xiàn)有方法的情況，如圖19所示需要進(jìn)行 5個(gè)步驟的化學(xué)反應(yīng)，因此即使將時(shí)間最大限度地縮短也得需要3小時(shí)以上。不僅如此，與現(xiàn)有方法中需要進(jìn)行4步的反應(yīng)相比，本發(fā)明設(shè)計(jì)的方法只需要進(jìn)行兩步的反應(yīng)，因此能夠使得固定效率或再生性更高。并且不需要使用多種試劑，使得即使是非化學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)人員也能夠容易掌握。然后為了確認(rèn)通過(guò)上述方法固定的抗體(anti-goat IgG antibody)是否發(fā)揮了作為受體的功能，依次注入了不同濃度的抗原(goat IgG)，結(jié)果觀察到了如圖20所示的與濃度呈比例的頻率變化。此時(shí)，加入一種濃度的抗原觀察頻率變化后，注入離解溶液(0.2M Glycine-HCl, pH2. 3+1 % DMS0)，使得結(jié)合的抗原被完全去除掉，然后再加入下個(gè)濃度的抗原。然后以5μ g/mL的相同的濃度反復(fù)注入，測(cè)定頻率變化的結(jié)果為如圖21中所示，由此能夠體現(xiàn)很高的再生性。石英晶體微量天平不僅根據(jù)濃度頻率發(fā)生變化，而且還可以反復(fù)進(jìn)行使用。由此可知作為受體的抗體通過(guò)化學(xué)結(jié)合被穩(wěn)定固定了。在此僅示出了辛酰胼的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但使用碳鏈長(zhǎng)度更長(zhǎng)的月桂酸酰胼或十八基酰胼時(shí)也能夠得到相同的結(jié)果。實(shí)施例2 在生物傳感器表面利用MBP-PE固定抗體準(zhǔn)備用于牛物傳感器的測(cè)定裝置采用的生物傳感器測(cè)定裝置同實(shí)施例1。形成自組裝單分子層(SAM)形成自組裝單分子層的方法同實(shí)施例1。制備脂質(zhì)體制備與上述SAM結(jié)合的脂質(zhì)體。本實(shí)施例中將DPPC和MBP-PE兩種脂質(zhì)混合制備得到脂質(zhì)體。在這里DPPC用于形成脂質(zhì)體的基礎(chǔ)脂質(zhì)，MBP-PE用于脂質(zhì)體上形成馬來(lái)酰亞胺(maleimide)基。利用三氯甲烷甲醇=1 2的溶劑制備得到12mg/mL濃度的DPPC 溶液。將MBP-PE以8. 2mg/mL的濃度溶于三氯甲烷。在200 μ L的DPPC溶液中加入200 μ L 的MBP-PE溶液，然后將其中的40 μ L在玻璃小瓶底部均勻展開。輕輕地吹入氮?dú)猓沟弥|(zhì)溶液干燥形成薄片。不需要立即使用的小瓶用氮?dú)馓畛浜笾糜赺20°C或_70°C的低溫下保存。剩余的采用與實(shí)施例1相同的方法處理。上沭脂質(zhì)體與自組裝單分子層的結(jié)合上述脂質(zhì)體和自組裝單分子層的結(jié)合方法同實(shí)施例1。確認(rèn)含有硫醇基的受體是否被固定在肽上附加半胱氨酸殘基，從而可以簡(jiǎn)單地引入硫醇基。蛋白質(zhì)的情況可以和克勞特試劑CTraut' s reagent ;2-iminothiolane-HCl)反應(yīng)，從而能夠引入硫醇基。將 100 μ L通過(guò)克勞特試劑引入硫醇基的抗體(anti-goat IgG antibody,濃度為50 μ g/mL) 附加到依次結(jié)合有自組裝單分子層和脂質(zhì)單分子層的QCM表面，反應(yīng)1小時(shí)。然后取出抗體溶液用PBS沖洗3次。加入50 μ g/mL的100 μ L牛血清白蛋白(bovine serum albumin ； BSA)溶液反應(yīng)30分鐘。用上述方法在石英晶體衡量天平上固定含有硫醇基的抗體后，依次注入不同濃度的抗原(goat IgG)，結(jié)果觀察到了如圖22中實(shí)線所示的與濃度呈比例的頻率變化。此時(shí)，注入一種濃度的抗原觀察頻率變化，然后注入離解溶液使結(jié)合的抗原完全被去除掉，然后注入下一個(gè)濃度的抗原。并且用25μ g/mL的同一濃度反復(fù)注入抗原時(shí)，如圖22的虛線所示，保持一定的頻率、變化值。像這樣石英晶體微量天平不僅頻率根據(jù)濃度呈比例變化，而且還能夠反復(fù)使用，由此可知通過(guò)化學(xué)結(jié)合，作為受體的抗體被穩(wěn)定固定了。實(shí)施例3在生物傳感器表面利用馬來(lái)酰亞胺固定抗體準(zhǔn)備用于牛物傳感器的測(cè)定裝置采用的生物傳感器測(cè)定裝置同實(shí)施例1。形成自組裝單分子層(SAM)形成自組裝單分子層的方法同實(shí)施例1。制備脂質(zhì)體除了用十八基馬來(lái)酰亞胺代替辛酰胼外，其余采用和實(shí)施例1相同的方法。十八基馬來(lái)酰亞胺的結(jié)構(gòu)為圖12所示。上沭脂質(zhì)體與自組裝單分子層結(jié)合上述脂質(zhì)體和自組裝單分子層的結(jié)合方法同實(shí)施例1。確認(rèn)含有硫醇基的警體是否被固定采用與實(shí)施例2相同的方法，在石英晶體微量天平的表面固定含有硫醇基的抗體 (山羊anti-goat IgG antibody)后，為了確定抗體是否被固定，反復(fù)注入100 μ g/mL濃度的抗原(goat IgG)。觀察注入抗原后的頻率變化，然后注入離解溶液使結(jié)合的抗原完全被去除掉，然后再重新注入抗原。結(jié)果如圖23中所示，觀察到頻率變化值保持一定。實(shí)施例4固定有抗生物素蛋白的生物傳感器的制備形成自組裝單分子層(SAM)形成自組裝單分子層采用與實(shí)施例1相同的方法。制備脂質(zhì)體脂質(zhì)體的制備除了用溶于三氯甲烷的濃度為0.5mg/mL的生物素-PE代替MBP-PE， 用蛋黃卵磷脂(egg lecithin)代替DPPC外，其余采用和實(shí)施例1相同的方法。制備得到脂質(zhì)體后，分成夠一次使用的量，然后于-80°C下保存。上沭§旨JIH本ij自組誰(shuí)單分子Hl結(jié)合用和實(shí)施例1相同的方法實(shí)施。確認(rèn)抗生物素蛋白是否被固定在依次結(jié)合有自組裝單分子層和脂質(zhì)單分子層的QCM表面附加50μ g/mL的抗生物素蛋白溶液反應(yīng)10分鐘。用上述方法在石英晶體衡量天平上固定抗生物素蛋白后，在該抗生物素蛋白上再加入結(jié)合有生物素的抗體(anti-rabbit IgG antibody)?？股锼氐鞍啄軌蚺c4個(gè)生物素結(jié)合，因此與石英晶體微量天平表面的生物素結(jié)合的抗生物蛋白還能夠再與和抗體結(jié)合的生物素進(jìn)行結(jié)合，從而可以將抗體固定于石英晶體微量天平表面。這樣在固定有抗體的石英晶體微量天平上依次注入不同濃度的抗原(rabbit IgG)。此時(shí)注入一種濃度的抗原后，觀察其頻率變化，然后注入離解溶液使得結(jié)合的抗原完全被去除掉，然后再注入另一種濃度的抗原。結(jié)果如圖M所示，觀察到了頻率與抗原濃度呈比例變化。由此判斷抗體以穩(wěn)定地形態(tài)被固定住了。實(shí)施例5利用脂質(zhì)的氣體傳感器的制備形成自組裝單分子層(SAM)形成自組裝單分子層采用與實(shí)施例1相同的方法。
制備脂質(zhì)體制備了以DPPC為基礎(chǔ)脂質(zhì)的4種用于氣體傳感器的脂質(zhì)體。一種是僅用基礎(chǔ)脂質(zhì)來(lái)制備脂質(zhì)體，剩下的三種是在基礎(chǔ)脂質(zhì)中分別以M 1的質(zhì)量比混合生物素-PE， MBP-PE和1，2- 二油酰基-sn-甘油基_3_磷酸乙醇胺-N- (7-硝基_2_1，3-苯并滅草定-4-基){1,2-Di oleoyl-sn-Glycero-3-P hosphoethanolamine-N-(7-nitro-2_l, 3-benz0XadiaZ0l-4-yl)} (NBD-PE)。制備脂質(zhì)體的方法與實(shí)施例1的方法相同。上沭脂質(zhì)體與自組裝單分子層結(jié)合按照與實(shí)施例1相同的方法實(shí)施。電子鼻(e-nose)的制備將采用上述方法制備的含有多個(gè)官能團(tuán)的傳感器用數(shù)組排列制備電子鼻。除了本實(shí)施例實(shí)施的方法以外，從本領(lǐng)域人員的角度也可以僅使用1個(gè)氣體傳感器，還可以將其他多個(gè)傳感器進(jìn)行排列制備出為了分析更多種化合物的電子鼻。多個(gè)氣體傳感器與不同的有機(jī)化合物進(jìn)行反應(yīng)產(chǎn)生不同的圖案，因此通過(guò)分析這種圖案能夠確定有機(jī)化合物的種類。 將本實(shí)驗(yàn)的4個(gè)石英晶體微量天平分別用DPPC、生物素-PE、MBP-PE及NBD-PE等 4種脂質(zhì)進(jìn)行涂布，從而制備得到4種氣體傳感器，由此測(cè)定對(duì)氣體狀態(tài)的有機(jī)化合物的反應(yīng)。結(jié)果如圖25所示，能夠確認(rèn)根據(jù)氣體種類的不同反應(yīng)也不同。實(shí)施例6利用含有兩種功能性官能團(tuán)的長(zhǎng)鏈烴的QCM氣體傳感器形成自組裝單分子層(SAM)形成自組裝單分子層采用與實(shí)施例1相同的方法。制備脂質(zhì)體以蛋黃卵磷脂作為基礎(chǔ)脂質(zhì)制備得到兩種用于氣體傳感器的脂質(zhì)體。一個(gè)是以2 1(摩爾比)的比率將基礎(chǔ)脂質(zhì)與3-烷基硫代甲酮進(jìn)行混合，另一種是以2 1的比率與十二腈進(jìn)行混合。制備脂質(zhì)體的方法同實(shí)施例1使用的方法。上述脂質(zhì)體與自組裝單分子層的結(jié)合按照與實(shí)施例1相同的方法實(shí)施。對(duì)不同有機(jī)氣體的反應(yīng)調(diào)杳將采用上述方法制備得到的兩種氣體傳感器放入一個(gè)小室(chamber)內(nèi)，依次流入不同的有機(jī)氣體，測(cè)定頻率變化。此時(shí)，運(yùn)載氣體采用氮?dú)?，流速為IOOccm(cc per min)。 流入有機(jī)氣體后，流入氮?dú)?，從而使得結(jié)合在傳感器表面的有機(jī)氣體分子脫落，以使得基線恢復(fù)。有機(jī)氣體的濃度采用室溫下該物質(zhì)的蒸汽壓。結(jié)果可以確認(rèn)兩種氣體傳感器在水和己烷中發(fā)生了類似的反應(yīng)，但對(duì)于甲苯、乙酸乙酯、3-氯丙酸乙酯等三種氣體表現(xiàn)出了不同的反應(yīng)。(參照?qǐng)D沈)。這樣的結(jié)果說(shuō)明根據(jù)涂布于QCM表面的FAC官能團(tuán)種類的不同，對(duì)特定有機(jī)氣體的反應(yīng)也不同。上述方法對(duì)以QCM為首的多種傳感器進(jìn)行涂布，由此將能夠制備得到很多各種各樣的氣體傳感器。實(shí)施例7在生物傳感器表面利用十八基NTA固定融合蛋白。自組裝單分子層(SAM)的形成形成自組裝單分子層采用與實(shí)施例1相同的方法。制備脂質(zhì)體
制備脂質(zhì)體時(shí)除了用十八基NTA代替辛酰胼，作為基礎(chǔ)脂質(zhì)用蛋黃卵磷脂代替 DPPC之外，其余同實(shí)施例采用的方法。上沭脂質(zhì)體與自組裝單分子層的結(jié)合按照與實(shí)施例1相同的方法實(shí)施。 向依次結(jié)合有自組裝單分子層和脂質(zhì)單分子層的QCM表面流入0. IM NiC12溶液， 以使得Ni2+離子與NTA上的三個(gè)羧基進(jìn)行共價(jià)結(jié)合來(lái)固定。然后以20g/ml的濃度注入六個(gè)組氨酸殘基連在一起的含有(His)6-tag的麥芽糖結(jié)合蛋白(maltose binding protein, MBP)。結(jié)果如圖27所示，由于His)6-tagged MBP的結(jié)合引起頻率變化。但是，不移入NICl2 溶液，注入(His)6-tagged MBP時(shí)，頻率幾乎不發(fā)生變化。這樣的結(jié)果表明(His)6-tagged MBP是由與生物傳感器表面的NTA共價(jià)結(jié)合的M2+離子來(lái)進(jìn)行固定的，更進(jìn)一步地可知在生物傳感器表面引入了官能團(tuán)。
權(quán)利要求
1.一種向物質(zhì)表面引入功能性官能團(tuán)的方法，其特征在于，所述方法為將含有功能性官能團(tuán)的化合物與脂質(zhì)混合后引入到物質(zhì)表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的向物質(zhì)表面引入功能性官能團(tuán)的方法，其特征在于，所述方法包括將含有功能性官能團(tuán)的化合物和脂質(zhì)混合，從而形成脂質(zhì)體的步驟；以及向所述物質(zhì)表面引入所述脂質(zhì)體的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項(xiàng)所述的向物質(zhì)表面引入功能性官能團(tuán)的方法，其特征在于，所述功能性官能團(tuán)為固定受體所需的官能團(tuán)或其本身為具有受體功能的官能團(tuán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的向物質(zhì)表面引入功能性官能團(tuán)的方法，其特征在于，所述方法為向所述物質(zhì)表面以單分子層或雙分子層引入所述脂質(zhì)體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項(xiàng)所述的向物質(zhì)表面引入功能性官能團(tuán)的方法，其特征在于，所述含有功能性官能團(tuán)的化合物選自含有功能性官能團(tuán)的脂質(zhì)或含有功能性官能團(tuán)的長(zhǎng)鏈烴中的任意一個(gè)以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項(xiàng)所述的向物質(zhì)表面引入功能性官能團(tuán)的方法，其特征在于，所述物質(zhì)選自金屬、陶瓷、脂質(zhì)體、半導(dǎo)體、高分子中的任何一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的向物質(zhì)表面引入功能性官能團(tuán)的方法，其特征在于，所述含有功能性官能團(tuán)的長(zhǎng)鏈烴選自十八基生物素(octadecyl biotin)、十八基酰胼(octadecyl hydrazide)、十八基馬來(lái)酰亞胺(octadecyl maleimide)、十八基氮川三乙酸鈉(octadecyl NTA)中的任意一種或它們的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的向物質(zhì)表面引入功能性官能團(tuán)的方法，其特征在于，所述物質(zhì)為構(gòu)成生物傳感器或氣體傳感器中的任意一種表面的物質(zhì)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的向物質(zhì)表面引入功能性官能團(tuán)的方法，其特征在于，所述物質(zhì)為色譜分析介質(zhì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的向物質(zhì)表面引入功能性官能團(tuán)的方法，其特征在于，所述物質(zhì)為納米物質(zhì)。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的向物質(zhì)表面引入功能性官能團(tuán)的方法，其特征在于，所述方法包括在所述物質(zhì)表面形成自組裝單分子層(SAM)的步驟；將含有所述功能性官能團(tuán)的化合物與脂質(zhì)混合形成脂質(zhì)體的步驟；以及將所述脂質(zhì)體與所述自助裝單分子層結(jié)合的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種向物質(zhì)表面引入功能性官能團(tuán)的方法。本發(fā)明提供一種將含有功能性官能團(tuán)的化合物和脂質(zhì)混合，然后引入到物質(zhì)表面的方法。本發(fā)明所涉及的方法例如包括將含有功能性官能團(tuán)的化合物和脂質(zhì)混合，從而形成脂質(zhì)體的步驟；以及向上述物質(zhì)表面引入上述脂質(zhì)體的步驟。與現(xiàn)有的化學(xué)表面處理方法相比，本發(fā)明涉及的向物質(zhì)表面引入功能性官能團(tuán)的方法不僅工藝簡(jiǎn)便、縮短了時(shí)間，而且在物質(zhì)表面固定受體，具有高效率及高再生性的效果。此外，不需要使用各種試劑，方法簡(jiǎn)單，即使是非化學(xué)領(lǐng)域技術(shù)人員也能夠容易掌握。
文檔編號(hào)C07F9/576GK102307885SQ200980145453
公開日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2009年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月14日
發(fā)明者崔秉鶴, 崔錫正 申請(qǐng)人:江陵原州大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)