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目前,高承载大规模的微阵列技术已经被发展起来。它可以在一次实验中快速平行的检测几千种目标物质。其中高密度的DNA微阵列技术在分析整个基因组及它们的基因表达样式上占有重要地位。然而,尽管DNA微阵列很成功,显而易见的是,生物系统的运作是由生物分子来实现的,例如,通过蛋白质分子而不是DNA本身。因此,蛋白质微阵列紧随DNA微阵列出现,并在疾病诊断和药物传输等研究领域有着巨大的潜力。蛋白质微阵列已经应用于制备蛋白质-抗体微阵列并用来研究蛋白质和配体的交感,配体可以是蛋白质,多肽,DNA和RNA。蛋白质微阵列也可以用来检测酶的活性和在基底富集目标酶。近年来,在蛋白质微阵列领域的进展包括表面化学,捕捉分子,蛋白质标记,检测方法和发展高的蛋白质承载量并应用于分析整个蛋白质组。在基底表面上修饰生物相关的化合物是蛋白质微阵列发展的一个关键步骤。要求快速,低耗并且最重要的是不能影响生物分子的活性。由于,大多数生物分子都有很强的特异性偶联作用但同时又都非常易于非特异性吸附在固体基底表面。因此,为了制作在多种生物技术中可用的材料,材料的表面需要在增强特异性偶联能力的同时减弱非特异性吸附。近年来,自组装单分子膜和聚合物刷作为表面活性材料引起了人们极大地关注。这篇论文介绍了不同的蛋白质芯片制作路线,是通过表面连接单分子层和修饰聚合物刷实现的。并介绍了通过表面引发可逆加成断裂链转移聚合(RAFT)和表面引发开环聚合制备功能性聚合物刷。
第一章介绍了蛋白质微阵列的制作和不同种类的微阵列基底,其中,详细介绍了比表面积极大的多孔硅基底还有最重要的几种表面引发聚合反应。
第二章描述了在多孔硅表面制备通过硅氮键连接的单分子膜。在微波和光照的条件下,羧基叠氮化物产生氮宾与多孔硅表面的硅氢基团反应,形成通过硅氮键连接的端基羧基的功能性单分子膜。羧基基团可以将DNA,蛋白质和其他生物分子共价偶联到硅片表面。同时,第二章还介绍了直接通过端基琥珀酰亚胺(NHS)基团的叠氮化合物和多孔硅微波反应,再连接蛋白质分子,比前一种方法缩短了连接蛋白质的反应步骤,并比较了蛋白质分子的连接效率。
第三章描述了在多孔硅上通过新奇的引发剂,通过表面引发可逆加成断裂链转移聚合(RAFT)制备丙烯酸聚合物刷。然后以多孔硅为基底制备多重检测手段相互校验的蛋白质微阵列。过程是将丙烯酸聚合物刷的侧链转换成氨基三乙酸(NTA),通过NTA-Ni2+的螯合作用捕捉组氨酸标记的蛋白质分子。
第四章描述了通过表面引发开环聚合制备聚赖氨酸多肽为骨架聚乙二醇为侧链的聚合物刷。与玻璃表面和只修饰了引发剂的表面比较,这些表面有着极其卓越的憎蛋白非特异性吸附的能力。