蛋白质在杯芳烃衍生物单分子膜上的定向吸附研究

蛋白在固体表面的活性吸附是影响传感器性能的一个重要因素，提高蛋白的定向吸附效率和保持蛋白原有的生物活性对开发高灵敏性的蛋白芯片有着重要意义。本研究以分子结构稳定和上、下缘都易于衍生化的杯芳烃衍生物为目标化合物，结合杯芳烃通过多种非共价键温和作用方式吸附蛋白的实际情况，开展杯芳烃衍生物作为蛋白活性吸附材料的研究。首先通过自组装技术把杯芳烃衍生物构建到金膜表面，采用表面等离子共振（SPR）和电化学等分析方法，进行蛋白在不同杯芳烃衍生物膜上的原位吸附过程、吸附密度、定向吸附效率、蛋白生物活性的研究，揭示尚不清楚的杯芳烃大分子中不同官能团对蛋白变性和定向性的影响规律。并利用临床的生物样品为验证材料，考察蛋白芯片的敏感性、特异性以及重复性。阐明蛋白在杯芳烃衍生物上的定向活性吸附机理，从而为杯芳烃衍生物作为蛋白活性吸附材料的深入研究提供基础数据和理论依据。

抗体的固定是影响传感器性能的一个重要因素，提高抗体的定向吸附效率和保持抗体原有的生物活性对开发高灵敏性的免疫芯片有着重要的意义。本项目以分子结构稳定，上、下缘都易于衍生化的杯芳烃衍生物为目标化合物，结合杯芳烃通过多种非共价键温和作用方式吸附蛋白的实际情况，开展杯芳烃衍生物作为抗体的吸附材料的研究。完成了在金膜表面组装具有酸性、碱性和中性的多种杯芳烃衍生物，考察了抗体在不同杯芳烃衍生物膜上的原位吸附过程、定向吸附效率、抗体的免疫活性，从吸附密度、定性效率和免疫活性三方面综合评价抗体在不同材料上的吸附行为。研究发现不同官能团的杯芳烃大分子对抗体定向性的有很大影响，通过分子模拟手段，发现抗体在杯芳烃单分子膜上的取向与抗体自身电荷分布和吸附载体的极化方向直接相关，针对不同的亚型的抗体，提出了有效定向固定抗体的吸附材料的特性，并在此基础上设计完成多种定向固定抗体的灵敏的免疫传感器，本项目成果为深入研究杯芳烃衍生物作为蛋白吸附材料提供基础数据和理论依据。