[发明专利]降低微纳米颗粒表面蛋白质非特异性吸附的表面修饰方法

说明书

本发明提供了一种降低微纳米颗粒表面蛋白质非特异性吸附的表面修饰方法，该方法适于降低高分子或无机微纳米尺度颗粒表面的蛋白质吸附。通过二氧化硅壳层包裹微纳米颗粒表面，进而利用氨基硅烷偶联剂表面修饰，制备氨基化的微球。直接以表面氨基作为光引发位点，利用光引发表面接枝聚合，将聚乙二醇基甲基丙烯酸酯修饰在微纳米颗粒表面，进而通过甘氨酸修饰改性聚甲基丙烯酸聚乙二醇酯，制备抗蛋白质非特异性吸附的功能化微球。该方法操作简便，同时微纳米颗粒表面的功能基团可以灵活调节，将极大拓展功能化高分子或无机复合粒子在多个领域，尤其是生物医用材料等方面的实际应用。

技术领域

本发明涉及一种高分子材料的表面接枝改性方法，尤其涉及一种降低微纳米颗粒表面蛋白质非特异性吸附的表面修饰方法。

背景技术

蛋白质在材料表面的非特异性吸附会导致许多不良的反应，如在生物医学方面，非特异性的蛋白质吸附，会导致生物传感器的灵敏度和选择性下降，植入体内的医用材料表面发生凝血导致炎症反应，以及导致载体聚集从而缩短血液循环时间降低药物时效性等，因此抗蛋白质非特异性吸附是材料领域面临的一个重要问题。高分子或无机微纳米尺寸的粒子已经在细胞培养、生物分离与纯化、免疫检测和诊断、药物载体等方面取得广泛的应用，因此微纳米颗粒表面的功能化修饰，提高抗蛋白质非特异性吸附的能力，对微纳米颗粒在生物医学领域的应用十分重要。

目前主要通过对粒子进行表面修饰改性，提高粒子的抗蛋白质非特异性吸附的能力，如聚乙二醇(PEG)及其衍生物、多糖和聚酰胺等亲水性非两性离子聚合物。可以采用物理吸附、化学吸附、共价接枝修饰等多种方法，将降低非特异性吸附的聚合物修饰在微纳米颗粒表面，其中共价接枝表面修饰的效率和稳定性相对较高，尤其是“由表面接枝”(grafting from)的修饰方式，表面聚合物接枝效率较高，并可以调节接枝的密度。但是表面共价接枝聚合往往需要加入引发剂等化学试剂，并且需要复杂多次的后处理提纯步骤。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种简便有效的表面修饰方法，显著降低微纳米颗粒表面的蛋白质非特异性吸附。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：1、一种降低微纳米颗粒表面蛋白质非特异性吸附的表面修饰方法，具体包括以下步骤：

步骤1、制备二氧化硅壳层包裹的微纳米颗粒，将微纳米颗粒超声分散在十六烷基溴化氨的水溶液中，加入正硅酸乙酯和一定体积氨水后，室温搅拌进行水解反应，逐渐在微纳米颗粒表面沉积一层二氧化硅壳层，制得二氧化硅壳层包裹的微纳米颗粒。

步骤2、制备氨基化微纳米颗粒，将二氧化硅壳层包裹的微纳米颗粒超声分散在乙醇溶液中，加入氨基丙基三甲氧基硅烷和氨水，室温下搅拌进行水解反应，逐渐将氨基丙基三甲氧基硅烷接枝在颗粒的二氧化硅壳层表面，同时在微纳米颗粒表面进行氨基修饰，制得氨基化微纳米颗粒；

步骤3、通过表面光引发原位接枝聚合，首先将端羟基聚乙二醇基甲基丙烯酸酯单体溶于乙醇中；然后将一定质量的氨基化的微纳米颗粒加入单体乙醇溶液中，超声均匀分散后，直接放在紫外灯箱中，光引发单体原位聚合，同时不断搅拌使反应均匀进行，获得端羟基聚乙二醇修饰的微纳米颗粒；

步骤4、甘氨酸的胺基保护，将二碳酸二叔丁酯与甘氨酸的胺基反应，获得叔丁氧羰基(BOC)胺基保护的甘氨酸；

步骤5、将BOC保护的甘氨酸加入聚乙二醇修饰的微纳米颗粒中，甘氨酸的羧基与聚乙二醇端羟基反应，获得甘氨酸修饰的微纳米复合微球；

步骤6、将步骤5获得改性的微纳米颗粒分散在去离子水中，加入三氟乙酸，将碳酸二叔丁酯保护基脱保护，并在去离子水中透析提纯；

步骤7、反应结束后，用水和乙醇混合溶液离心洗涤2‐3次，并将pH值调7‐8之间，即制得能够降低表面蛋白质非特异性吸附的功能微纳米复合粒子。