[发明专利]PETx聚合物、制备方法以及三维荆棘状传感器界面

说明书

本发明公开了一种PETx聚合物，其特征在于，该聚合物以第一聚‑L‑赖氨酸为主骨架，侧链依次连接有第一聚乙二醇和第二聚‑L‑赖氨酸,在第二聚‑L‑赖氨酸上饱和地连接有第二聚乙二醇和第三聚乙二醇，而无多余的氨基，在所述第三聚乙二醇的末端连接有功能基团。本发明还涉及该PETx聚合物的制备方法以及基于该PETx聚合物的三维荆棘状传感器界面。本发明可以在传感器表面形成三维的功能化界面，同时使得功能基团的数目大大增加。

技术领域

本发明涉及一种PETx聚合物、制备方法以及基于该PETx聚合物的三维荆棘状传感器界面。

背景技术

基于表面的生物传感器往往需要通过表面活化的方法，使得传感器的表面具有特定功能(如，抗非特异性吸附功能和特异性吸附的功能)。这样的表面活化，根据传感器表面与功能化材料的连接方式来分主要包含两种：共价连接方法和非共价连接方法。

共价连接方法有很多的缺点，包括:1)共价结合(如氨基偶联)可能干扰蛋白质结构，影响其结合行为。2)蛋白的方向和表面密度难以控制。3)硅烷键的水解会破坏官能团的长期稳定性。4)共价键是不可逆的，传感器只能使用一次。

对于各种基于表面的生物传感器，大部分传感表面由Au、Si/SiO₂等金属氧化物组成，其带微弱的负电(在生理pH值下)。多聚-L-赖氨酸(PLL)是一种毒理学意义十分明确的多肽，在生理pH值下具有高度的阳离子性质，所以常被作为聚合物的骨架用于聚电解质的合成。这种以PLL为骨架的聚电解质，由于PLL上的氨基而带正电，从而可以通过静电作用的方式修饰到带负电的传感器表面，使得传感器的表面具有特定的功能。

生物素－链霉亲和素系统(Biotin-Streptavidin—System，BAS)是70年代末发展起来的一种新型生物反应放大系统，几乎可与目前研究成功的各种标记物结合。所以在生物传感领域，生物素(Biotin)常被用做链霉亲和素蛋白(Streptavidin，SAv)的特异性吸附的功能基团。

PLL-g-PEG-Biotin是一种已发明的功能化材料。它的结构示意图如图1所示，是一种刷状的聚合物。该聚合物以PLL为骨架，侧链的主体是PEG(聚乙二醇),在侧链的末端以biotin充当功能基团。它在生理pH值下带正电荷，从而可以通过静电作用修饰到传感器表面。所形成的传感器界面，由于功能基团处于同一平面，所以又被称作为二维传感器界面(2D界面)。经过修饰的传感器表面同时具有了抗非特异性吸附和特异性吸附链霉亲和素(SAv)的功能。另外，通过调节pH,可以使得PLL-g-PEG-Biotin从传感器表面脱落，从而实现传感器的再生。

PLL骨架上的氨基，一部分用于接入侧链，另一部分用于产生正电荷。所以为了保证该聚电解质可以带有足够的正电荷用以静电修饰，侧链的接枝率被控制在40％以下，这就限制了功能基团biotin的数目。另外，这种二维的功能化界面，使得功能基团和受体蛋白的接触在空间上收到了一定的局限。这些因素都限制了该生物传感器的传感效果。

发明内容

本发明旨在打破传统的2D界面材料的局限，开发一种新型的聚电解材料，可以在传感器表面形成三维的功能化界面(3D界面)，同时使得功能基团的数目大大增加。

本发明的技术方案是这样实现的：