【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及接枝聚合物，特别是涉及一种通用的基底表面接枝聚合物的方法。
技术介绍
1、聚合物刷是一种涂层技术，聚合物刷子是指聚合物在材料表面物理吸附或化学接枝形成的单分子层界面。传统的接枝策略接枝密度较低，涉及具有互补表面官能团(末端)官能化聚合物的物理或化学吸收，并且通常需要高浓度的反应性聚合物来提高接枝效率，附着的聚合物通过物理吸收到达基材的热动态不稳定且不可控。
2、可控自由基聚合(crp)技术已被证明可以为聚合物-生物分子偶联物提供可行的途径，特别是对于对化学损伤敏感的系统。研究者可依据此技术制备出目的聚合物结构，控制聚合物分子量、分子量分布组成、结构和端基。这些优点是由低浓度的自由基和位点特异性反应性官能团驱动的，并允许使用接枝技术在基于生物分子蛋白质和核酸的杂化材料上生成聚合物。原子转移自由基聚合(atrp)作为一种温和、通用、强大的活性可控聚合技术，用于生产具有精确分子量和窄分子量分布的游离和表面附着的聚合物。表面引发原子转移自由基聚合(si-atrp)是一类高度可控的表面改性方法，接枝的聚合物刷为表面科学和工程的研究提供了理想模型。将聚合物接枝到活细胞上极具挑战性，这主要是因为传统的crp工艺需要脱氧和金属催化剂，而聚合物刷最大生长所需的高浓度单体对细胞有毒。此外，快速的聚合速率有助于减少细胞暴露在潜在危险的聚合环境中，但这通常伴随着对分子量和分散性缺乏控制。聚合过程中不可避免地使用重金属或有机金属催化剂、紫外线照射、高引发温度或有机溶剂，使得这些方法无法在易受有机溶剂和金属离子影响的蛋白质、活细胞
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提供了一种通用的基底表面接枝聚合物的方法。本专利技术提供的方法不仅稳定可控，而且可以用于活细胞的表面聚合，具有快速、绿色、无毒和可逆的优点。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术提供了一种通用的基底表面接枝聚合物的方法，包括以下步骤：
4、将第一单链dna通过化学反应键合到基底上，得到修饰有第一单链dna的基底；所述基底包括qcm芯片、纳米金或活细胞表面；所述化学反应包括：click反应或耦联基团和基底之间的自组装反应；
5、将第二单链dna与atrp引发剂进行click反应或硫醇-马来酰亚胺反应，得到ssdna-引发剂；所述第一单链dna和第二单链dna为碱基互补配对序列；所述第二单链dna上修饰有能够发生click反应或硫醇-马来酰亚胺反应的化学基团；
6、采用所述修饰有第一单链dna的基底、所述ssdna-引发剂与聚合物单体制备获得接枝有聚合物的基底，具体包括方法一或方法二：
7、方法一：将所述ssdna-引发剂和所述连接有第一单链dna的基底进行碱基互补配对，得到连接有引发剂的基底；利用所述连接有引发剂的基底引发聚合物单体进行表面引发原子转移自由基聚合，得到接枝有聚合物的基底；
8、方法二：利用所述ssdna-引发剂引发聚合物单体进行表面引发原子转移自由基聚合，得到接枝有聚合物的ssdna-引发剂；将所述接枝有聚合物的ssdna-引发剂和所述连接有第一单链dna的基底进行碱基互补配对，得到接枝有聚合物的基底。
9、优选的，所述方法可逆，其可逆过程包括：得到接枝有聚合物的基底后，将所述接枝有聚合物的基底上的双链dna进行解螺旋，得到接枝有聚合物的ssdna-引发剂和重复利用的修饰有第一单链dna的基底。
10、优选的，所述第一单链dna的核苷酸序列如seq id no.1或seq id no.2所示。
11、优选的，当所述基底为qcm芯片或金纳米颗粒时，制备所述接枝有聚合物基底的方法为方法一；
12、当所述基底为活细胞表面时，制备所述接枝有聚合物的基底的方法为方法二。
13、优选的，所述聚合物单体包括甲基丙烯酸3-磺酸丙酯钾盐、丙烯酸二甲氨基乙酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯-生物素聚合物；所述表面引发原子转移自由基聚合的体系中包括催化剂，当所述基底为qcm芯片时，所述催化剂包括cucl2和三(2-吡啶甲基)胺；
14、当所述基底为纳米金或活细胞表面时，所述催化剂包括溴化亚铜和联吡啶。
15、优选的，所述表面引发原子转移自由基聚合的体系中还包括还原剂；所述还原剂包括抗坏血酸。
16、优选的，当所述基底为活细胞表面时，所述修饰有第一单链dna的基底的制备方法包括：在所述第一单链dna上修饰叠氮基团，得到叠氮基团修饰的第一单链dna；在细胞上进行dbco-磺基-nhs酯的偶联反应后，与所述叠氮基团修饰的第一单链dna进行click反应，得到修饰有第一单链dna的基底。
17、优选的，当所述基底为qcm芯片或纳米金时，在所述第一单链dna上修饰硫醇基团。
18、优选的，所述能够发生click反应的化学基团包括dbco基团；所述能够发生硫醇-马来酰亚胺反应的化学基团包括硫醇基团。
19、优选的，所述atrp引发剂上含有叠氮基团或马来酰亚胺基团。
20、有益效果：
21、本专利技术提供的方法利用碱基互补配对的两条单链dna分别自组装在基底上和形成ssdna-atrp引发剂，通过表面引发原子转移自由基聚合技术，可以在基底表面接枝聚合物，为基底表面接枝聚合物技术提供了一种通用的方法，应用该方法能够形成具有多种特性的聚合物刷。另外，本专利技术提供的方法可以将接枝有聚合物的基底上的双链dna进行解螺旋，是一种可逆接枝过程，可以实现多次擦除和再生，具有快速、绿色、无毒、可逆的优点。
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1.一种通用的基底表面接枝聚合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法可逆，其可逆过程包括：得到接枝有聚合物的基底后，将所述接枝有聚合物的基底上的双链DNA进行解螺旋，得到接枝有聚合物的ssDNA-引发剂和重复利用的修饰有第一单链DNA的基底。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一单链DNA的核苷酸序列如SEQID NO.1或SEQ ID NO.2所示。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当所述基底为QCM芯片或金纳米颗粒时，制备所述接枝有聚合物基底的方法为方法一；
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述聚合物单体包括甲基丙烯酸3-磺酸丙酯钾盐、丙烯酸二甲氨基乙酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯-生物素聚合物；所述表面引发原子转移自由基聚合的体系中包括催化剂，当所述基底为QCM芯片时，所述催化剂包括CuCl2和三(2-吡啶甲基)胺；
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述表面引发原子转移自由基聚合的体系中还包括还原剂；所述还原剂包括抗坏血
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当所述基底为活细胞表面时，所述修饰有第一单链DNA的基底的制备方法包括：在所述第一单链DNA上修饰叠氮基团，得到叠氮基团修饰的第一单链DNA；在细胞上进行DBCO-磺基-NHS酯的偶联反应后，与所述叠氮基团修饰的第一单链DNA进行click反应，得到修饰有第一单链DNA的基底。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当所述基底为QCM芯片或纳米金时，在所述第一单链DNA上修饰硫醇基团。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述能够发生click反应的化学基团包括DBCO基团；所述能够发生硫醇-马来酰亚胺反应的化学基团包括硫醇基团。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述ATRP引发剂上含有叠氮基团或马来酰亚胺基团。
...【技术特征摘要】
1.一种通用的基底表面接枝聚合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法可逆，其可逆过程包括：得到接枝有聚合物的基底后，将所述接枝有聚合物的基底上的双链dna进行解螺旋，得到接枝有聚合物的ssdna-引发剂和重复利用的修饰有第一单链dna的基底。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述第一单链dna的核苷酸序列如seqid no.1或seq id no.2所示。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，当所述基底为qcm芯片或金纳米颗粒时，制备所述接枝有聚合物基底的方法为方法一；
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述聚合物单体包括甲基丙烯酸3-磺酸丙酯钾盐、丙烯酸二甲氨基乙酯或甲基丙烯酸缩水甘油酯-生物素聚合物；所述表面引发原子转移自由基聚合的体系中包括催化剂，当所述基底为qcm芯片时，所述催化剂包括cucl2和三(2-吡啶甲基)胺；
...【专利技术属性】
技术研发人员：李斌，杨滨瑞，任屹清，张国芮，
申请(专利权)人：烟台先进材料与绿色制造山东省实验室，
类型：发明
国别省市：
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