大小受控的大分子制造技术

本发明专利技术公开一种基质，包括有规则地间隔的、大小受控的大分子的分子层，所述的大分子包括含分枝区域和线性区域的聚合物，其中分枝区域的许多末端与基质结合，线性区域的末端被官能化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
专利
本专利技术涉及高度分支的大分子领域。本专利技术涉及与大分子结合的功能性基质领域。本专利技术还涉及大小受控的功能性树状分子(dendrimer)和锥形分子(dendron)领域，这些树状分子和锥形分子以其一端结合功能性基质，另一端结合靶标特异性配体。本专利技术还涉及组合化学、特异蛋白质检测方法、特异核酸或核酸/肽杂交检测方法领域，这些方法使用与高分枝聚合物结合的功能性基质，所述的聚合物与探针生物分子相连。相关领域描述自首次报道(Fodor等，Nature 364，555-556(1993)；Saiki等，Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86，6230-6234(1986))以来，DNA微阵列已吸引了大量的注意力，因为其允许高通量分析DNA序列、遗传变异及基因表达。已知该方法学需要改进人类基因诊断的标准化和应用所必需的精确度、重现性及点均匀性(Hackett等，Nature Biotechnology 21，742-743(2003))。这些缺点主要是由表面性质及分子层间结构的差异远不理想引起。同样地，高通量靶检测体系领域包括使用固定的生物活性分子及生物分子的生物测定。我们在此表明，制备在纳米级受控表面的DNA微阵列分辨单一错配碱基对，与在溶液中的DNA一样有效。该方法提供一种理想的DNA微阵列，其中各探针DNA链有足够空间与加入的靶标DNA以最小的位阻相互作用。显著增加的分辨效率确保人类基因诊断十分可靠。此外，该方法普遍应用于使用固定的生物活性分子及生物分子进行的各种生物测定。亲和纯化法是用于分离和鉴别与配体结合的蛋白质的一种众所周知的技术(Cuatrecasas等，Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.1968，61，636-643)。与不溶基质共价连接的配体与互补靶标蛋白之间的独特相互作用提供了从复杂混合物中分离生物分子所需的特异性。然而，其广泛使用受到选择有限以及不稳定的传统基质的影响。蛋白质与许多固相载体的显著非特异性结合已成为建立新基质的许久以来的难题(Cuatrecasas，P.J.Biol.Chem.1970，245，3059-3065)。因此，需要找到新的基质，其在特异性方面可与传统基质相当，且具有环境稳定性、界限分明、易与配体准确连接。最初用于肽固相合成的氨基丙基控孔玻璃(或AMPCPG)似乎具有许多理想特征。然而，控孔玻璃(或CPG)表面是极性的，即使被覆盖也保留部分负电荷(Hudson，D.J.Comb.Chem.1999，1，403-457)。该特点在蛋白质的显著非特异性结合中起关键作用。因此，在亲和层析和肽固相合成中的应用皆有限。一旦将这些障碍消除，这些材料就有望得到广泛的使用。配体的可接近程度是决定结合能力的关键因素。传统方法为引入间隔分子、提高配体的浓度以更好地暴露表面上的配体(Rusin，等，Biosensors &Bioelectronics 1992，7，367-373；Suen等，Ind.Eng.Chem.Res.2000，39，478-487；Penzol等，Biotechnol and Bioeng.1998，60，518-523；Spinke等，J.Chem.Phys.1993，99，7012-7019)。该方法在一定程度上可以使用，但配体间的间隔不足以及俘获分子在表面的随机分布问题仍未解决(Hearn等，J.Chromatogr.A.1990，512，23-39；Murza等，J.Chromatogr.B.2000，740，211-218；Xiao等，Langmuir 2002，18，7728-7739)。迄今已用两种方法来改善这些缺点。一种方法是利用大分子如蛋白质作为占位分子。将蛋白质偶联在基质上，再将该占位分子裂解下来并洗脱。在此方法中，留在基质上的连接分子之间可以获得一定的间距。然而，必须为各种不同的情形精心选择占位分子的以及设计脱保护途径(Hahn等，Anal.Chem.2003，75，543-548)。另一种方法是产生高度有序的自组装单层的锥形的锥形分子并在其顶部使用活性官能团(Xiao等，Langmuir 2002，18，7728-7739；Whitesell等，Langmuir 2003，19，2357-2365)。此处我们提出以锥形分子对AMPCPG进行修饰，进一步将GSH连接至锥形分子的顶部以及与GST蛋白质结合的表面材料的特征。已将末端具有三或九个羧酸基团以及顶部具有一个胺基特征的锥形分子引入至基质中。羧基与固体表面共价连接。鉴于对谷胱甘肽S-转移酶(或GST)基因融合体系的深入的了解及广泛使用，将其选作配体连接在以锥形分子处理的基质上。基质与GST和两种融合蛋白(GST-PXP47，GST-Munc-18)的配体结合特性已进行了研究(Smith等，Gene 1988，67，31-40；Sebastian等，Chromatogr.B.2003，786，343-355；Wu等，Chromatogr.B.2003，786，177-185；De Carlos等，J.Chromatogr.B.2003，786，7-15)。专利技术概述本专利技术提供了一种基质，其上结合大小受控的，优选与配体连接的锥形分子结合。本专利技术提供了一种基质，包括有规则地间隔的、大小受控的大分子的分子层，所述的大分子包括含分枝区域和线性区域的聚合物，其中分枝区域的许多(plurality)末端与基质结合，线性区域的末端被官能化。在基质上，大分子可以规则的间隔隔开。具体地，大分子可在线性官能团之间以约0.1nm至约100nm的规则间隔隔开。具体地，大分子可以约10nm的规则间隔隔开。在上述基质中，分枝区域末端可以-COZ、-NHR、-OR’或-PR”3官能化，其中Z可为离去基团，其中R可为烷基，其中R’可为烷基、芳基或醚，以及R”可为H、烷基、烷氧基或O。具体地，COZ可为酯、活化酯、酰卤(acidhalide)、活化酰胺或CO-咪唑基(imiazoyl)，R可为C1-C4烷基，以及R’可为C1-C4烷基。进一步地，在上述基质中，聚合物可为锥形分子(dendron)。再进一步地，聚合物的线性区域可包括间隔基团区域(space region)。以及间隔基团区域可通过第一官能团与分枝区域连接。该第一官能团可为，但不限于，-NH2、-OH、-PH3、-COOH、-CHO或-SH。再进一步地，间隔基团区域可包括与第一官能团共价结合的连接基团区域(linker region)。在上述基质中，连接基团区域可包括取代的或未被取代的烷基、链烯基、链炔基、环烷基、芳基、醚、聚醚(polyether)、酯或氨基烷基基团。再进一步地，间隔基团区域可包括第二官能团。第二官能团可包括，但不限于-NH2、-OH、-PH3、-COOH、-CHO或-SH。第二官能团可位于线性区域的末端。并且保护基团可结合至线性区域的末端。该保护基团可对酸或碱不稳定。在本专利技术的另一个实施方案中，在上述基质中，靶标特异性配体可结合至线性区域的末端。具体地，靶标特异性配体可为化合物、DNA、RNA、PNA、适体(aptamer)、肽、多肽、糖、抗体、抗原、仿生物质(biomimet本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基质，包括有规则地间隔的、大小受控的大分子的分子层，所述的大分子包括含分枝区域和线性区域的聚合物，其中分枝区域的许多末端与基质结合，线性区域的末端被官能化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴准远，洪凤振，崔永瑞，吴淳振，崔宽镕，
申请(专利权)人：POSCO公司，学校法人浦项工科大学校，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]