生物活性表面是指固定了具有特定生物功能的活性分子 (如酶、抗体、多糖、DNA 等)的材料表面,这类表面在生物医用材料和生物检测领域中具有重要的应用。然而,生命体系的复杂性和使用环境的多样化给材料的表面修饰带来了很大挑战。因此,如何针对不同的应用领域,选择合适的修饰方法构建具有特定功能的生物活性表面一直受到科研工作者的广泛关注。

   与传统通过化学共价作用构建生物活性表面不同,苏州大学材料与化学化工学部大分子与生物表界面团队(MacBio)将目光投向了更为灵活的非共价相互作用,并巧妙地结合了基于静电相互作用的层层组装(LbL)技术和基于超分子化学的主客体相互作用,成功开发了一种简单、普适、高效的表面生物功能化方法。首先利用LbL技术在基材表面沉积了含有客体分子的聚电解质多层膜,并利用客体分子作为锚点通过主客体相互作用引入了多种生物功能单元修饰的主体分子,最终实现了表面的生物功能化。该方法巧妙地让LbL技术与主客体相互作用“牵手”,能够不受基材性质、尺寸和形状的限制,在温和的条件下简单可控地完成多层膜的构建和生物分子的固定。此外,由于主客体作用特有的可逆性和灵活性,该方法能够实现生物分子在表面的可逆固定并且同时在表面引入两种或多种生物分子,将不同功能进行“模块化”组合且彼此互不影响。该研究工作立足于超分子化学、表面化学和生物医用材料科学的交叉与渗透,在植入材料、组织工程材料和生物检测等领域具有潜在的应用前景。



图1 结合层层自组装技术和主客体相互作用构建生物活性表面 



图2具有特定生物功能的生物活性表面: (a) 生物分子识别表面; (b) 纤溶活性表面; (c) 杀菌活性表面; (d) 同时具有杀菌活性及纤溶活性的双功能表面 


    该研究成果近期发表在《先进材料界面》(Advanced Materials Interfaces, 2016, 3,1600600),第一作者是曹利敏博士,共同通讯作者是于谦副教授和陈红教授,并同时申报了两项国家发明专利。该研究工作得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金和江苏高校优势学科建设工程资助项目的大力支持。

文章链接: http://onlinelibrary.wiley.com/wol1/doi/10.1002/admi.201600600/full

本文链接:中国聚合物网(http://www.polymer.cn/sci/kjxw12070.html       





 

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