[发明专利]离子互补型肽自组装疏水涂层改性聚二甲基硅氧烷的方法

说明书

技术领域

本发明属于微流控芯片分离技术领域，具体涉及一种聚二甲基硅氧烷微流控芯片表面的改性方法，实现其表面的防污性。

背景技术

聚二甲基硅氧烷(PDMS)是一种应用广泛的微流控芯片的制作材料，它无毒、透气性好、有良好的化学惰性和光学性能等优点，但是PDMS表面疏水性强、电渗流不稳定、对分析物尤其是蛋白质的吸附较为严重。克服PDMS的缺点最有效的方法是对芯片表面进行改性。

目前，常用的表面改性方法主要有物理吸附涂层法和化学键合涂层法。化学键合涂层法是一种步骤繁琐的方法，而且PDMS本身有化学惰性，这就使得在化学键合前要采用等离子氧化或者是其他方法对其表面进行活化。物理吸附涂层是一种简单有效的方法，它的涂层易获得，即将PDMS浸泡在改性剂中或者用改性剂冲洗PDMS表面便可得到，但物理吸附涂层与PDMS表面粘附性不是很好，使得涂层易发生解吸，抗蛋白吸附性能不理想。不论是物理吸附涂层法还是化学键合涂层法所使用的改性剂基本均为硅烷化试剂、表面活性剂和水溶性高分子聚合物等，它们改性后的PDMS基片亲水性增强，抗蛋白吸附性能也有所增强。但是改性后的PDMS基片表面有这些改性剂的功能性基团，如羧基、羟基、氨基等，这些功能性基团使得蛋白还能够与它们进行作用进而吸附到PDMS上，而且改性后的PDMS表面可能会带电荷使得蛋白质与基质通过静电作用吸附在PDMS表面，这样就使得抗蛋白吸附效果不理想。例如：王进义课题组采用季铵盐化的聚二甲基氨乙基甲基丙烯酸改性PDMS基片，使得PDMS表面带正电，改性后的PDMS基片对碱性蛋白的吸附抑制率明显大于酸性蛋白表面(Colloids and Surfaces B：Biointerfaces 2013，102，361-370)。发明人所在的研究小组公开了一种采用两端分别酰胺化或乙酰化得双亲性寡肽对聚甲基丙烯酸甲酯微流控芯片表面进行改性，但改性后的聚甲基丙烯酸甲酯微流控芯片在分离蛋白质时核糖核酸酶A和胰凝乳蛋白酶原A的分离度差，且所用的改性剂双亲性寡肽合成成本高(CN 103232613A)。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服物理吸附涂层法涂层不稳定、抗蛋白吸附性能低等缺点，提供一种离子互补型肽自组装疏水涂层改性聚二甲基硅氧烷的方法，该方法改性后聚二甲基硅氧烷微流控芯片抗蛋白吸附性能好，能显著抑制蛋白质的非特异性吸附。

解决上述技术问题所采用的技术方案是由下述步骤组成：

1、配制表面改性剂

将离子互补型肽EAR16-Ⅱ或离子互补型EAR16-Ⅱ和糖衍生物加入到运行缓冲液中，每升运行缓冲液中加入0.2～1.2g离子互补型肽EAR16-Ⅱ或0.2～1.2g离子互补型肽EAR16-Ⅱ和0.5～1.0g糖衍生物，配制成表面改性剂。

2、改性聚二甲基硅氧烷

向NaOH活化处理后的聚二甲基硅氧烷微流控芯片通道内注入表面改性剂，得到表面改性的聚二甲基硅氧烷微流控芯片。

上述的步骤1中，优选将离子互补型肽EAR16-Ⅱ和糖衍生物加入到运行缓冲液中，每升运行缓冲液中加入1.0g离子互补型肽EAR16-Ⅱ和0.5g糖衍生物，得到表面改性剂。

上述的离子互补型肽EAR16-Ⅱ由宁波康贝有限公司提供，其序列为AEAEARARAEAEARAR，结构式如下所示：

上述的糖衍生物为甲基纤维素或十二烷基-β-D-麦芽糖苷，优选十二烷基-β-D-麦芽糖苷；运行缓冲液是10mmol/L pH值为7.4～9.5的磷酸缓冲液。

本发明以离子互补型肽EAR16-Ⅱ或离子互补型肽EAR16-Ⅱ与糖衍生物(甲基纤维素或十二烷基-β-D-麦芽糖苷)的混合物为表面改性剂，经物理吸附在聚二甲基硅氧烷微通道表面自组装形成稳定的疏水单分子膜。在糖衍生物的存在下，使得离子互补型肽EAR16-Ⅱ的构型发生改变，在聚二甲基硅氧烷微通道表面自组装形成更加稳定的疏水单分子膜。

现有的表面改性方法是将聚二甲基硅氧烷微流控芯片表面变为亲水性，进而使得抗蛋白吸附性能增强，采用本发明方法改性后的聚二甲基硅氧烷微流控芯片表面虽仍呈疏水状态，但是抑制了蛋白的非特异性吸附，且抗蛋白吸附性能优于现有的改性方法。

本发明方法可以增强聚二甲基硅氧烷微流控芯片的涂层稳定性，有效地抑制蛋白质在微通道表面的非特异性吸附，同时提高聚二甲基硅氧烷微流控芯片表面的抗污染能力和生物兼容性。实验结果表明，采用本发明方法改性的聚二甲基硅氧烷微流控芯片可使蛋白质得到高效的分离，实现了分析物的高效重现分离。

附图说明