在植入式传感器开发中,传感器在体内使用的长期稳定性是最重要的性能指标之一。尤其是近几十年的研究已经大大提高了传感器的灵敏度、线性区间、准确性等指标[1],使得稳定性的重要性尤为突出。植入式传感器在体内复杂生理条件下工作,受排异反应(foreign body reaction,FBR)等诸多因素影响。其中非特异性蛋白质吸附,又称生物污染(biofouling)是最早发生的关键反应。尽管近年来已经有不少研究在抗生物污染材料上取得了一些进展,针对植入式传感器的相关研究并不多见。这些抗污材料如何应用到生物传感器,它们对传感器长期工作的稳定性有何影响等诸多问题都值得研究。本文以两性离子材料硫代甜菜碱丙烯酸甲酯(SBMA)为主要对象,通过电聚合、电化学诱发的原子转移自由基聚合(eATRP)等方法;研究了聚硫代甜菜碱丙烯酸甲酯(pSBMA)包被在植入式传感器上的性质、表征、抗蛋白吸附特性;并研究了其在体外、体内环境下对传感器综合性能的影响。主要工作内容如下:第一,通过使用常规电聚合方法,可以将SBMA单体聚合到电极表面;结果表明,SBMA单体可以通过循环伏安法聚合(CVA)方式聚合到金属电极表面,其厚度随循环数增加;聚合物层抗吸附能力与膜厚有关,非常薄的涂层即可获得良好的抗吸附能力。实验中在2循环,21nm厚的涂层上取得了最佳抗污效果,其相对蛋白吸附率为21.4%。更厚的涂层并不能带来更好的性能。体外血清蛋白吸附实验显示,PSBMA涂层可有效延长葡萄糖传感器使用寿命。第二,利用eATRP技术,成功将SBMA单体聚合到金电极表面;同时,初步研究了不同的聚合条件包括聚合电压、聚合时间对聚合物厚度、抗蛋白吸附能力的影响;随后对聚合物进行了表征;最后分别从体外模拟和体内植入两个方面,对电极实际性能做了测试。实验结果显示,通过eATRP技术,两性离子材料SBMA可以聚合到金电极表面,其聚合速度受到工作电压影响;通过控制工作电压,可以精细调整[Cu+],进而控制聚合速度,同时,聚合速度还影响了聚合物抗吸附性能。通过酶联免疫吸附测试(ELISA)可知,电诱导聚合的pSBMA涂层具有优异的抗蛋白吸附效果,可以使蛋白吸附量降低到对照的0.8%,这一结果优于大部分其他研究。在体外电极阻抗测试中,pSBMA涂层可以大大缩短电极进入平衡状态的时间(数分钟);可有效降低电极整体阻抗,减小工作电流衰减,;动物体内实验获得一致结果。第三,研究开发了一种制备酶传感器电极的通用方法,提出整体二次溴化技术,可以在保持酶活性的前提下,利用eATRP技术,在具有复杂表面拓扑结构的酶电极表面聚合有极低蛋白吸附能力的PSBMA涂层。通过ELISA比较具有不同涂层的电极表面吸附蛋白情况说明,裸铂电极、聚苯胺(pANi)包被电极、聚氨酯(PU)包被电极都会强烈吸附蛋白,pSBMA涂层可以有效降低蛋白吸附量。在对电极进行整体二次溴化之后,pSBMA涂层缺陷更少,生物抗污能力将进一步提高。在对比不同聚合时间的影响后,发现-0.4V工作电压下,聚合3小时的凝胶层最多可以抑制超过99%的蛋白质非特异性吸附。体外模拟测试中,包被电极置于在37℃未稀释血清环境中储存15天,同时能够保持最多94%的相对灵敏度,且相对灵敏度漂移小于7%,同期PU包被电极灵敏度损失超过30%。pSBMA涂层性能明显优于PU涂层电极,在总体稳定性上,也优于商业运用的Dexcom G4葡萄糖传感器电极。