本发明专利技术属于蛋白定位组装及图案化技术领域，涉及一种通过微乳液制备蛋白图案化结构的方法。包括蛋白水溶液和聚合物有机溶液的制备、蛋白水溶液和聚合物有机溶液混合、微乳化后浇铸成膜等步骤。本发明专利技术所述方法采用的设备简单、条件温和、周期短，有序的多孔薄膜和蛋白图案化结构同时形成，从而不需要复杂的实验步骤来实现蛋白的引入；被图案化的蛋白的活性依然存在，可以与特定的抗体进行反应，因此可以应用于不同蛋白间的识别；此外这种方法还可应用于水溶性的无机簇、纳米粒子等其他体系，该蛋白图案化结构能够作为筛分不同蛋白的媒介，在细胞的可控生长、生物传感器制备和组织工程材料等领域具有重要的应用价值。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于蛋白定位组装及图案化
，具体涉及一种通过微乳液制备蛋白图案化结构的简单而又快速的方法。此蛋白图案化结构能够作为筛分不同蛋白的媒介，在细胞的可控生长、生物传感器制备和组织工程材料等领域具有重要的应用价值。
技术介绍
有序图案化的蛋白，由于可以作为一种在特定微区域内研究蛋白与抗体以及其他生物分子相互作用的有效途径(BLAWAS A S, REI CHERT W M. Protein patterning, Biomaterials 1998，19 :595-609)，近年来在生物传感器、医药器械、细胞的粘附与生长和组织工程等领域得到了广泛的关注(MIN E, WONG K H, STENZEL M H. Microwells with patterned proteins by a self-assembly process using honeycomb—structured porous films, Adv. Mater. 2008，20 :3550-3556)。目前被广泛应用的蛋白图案化制备技术主要包括光刻(S0RRIBAS H, PADESTEC, TIEFENAVER L. Photolithographic generation of protein micropatterns for neuron culture applications, Biomaterials 2002, 23:893-900)、软刻蚀(WHITESIDES G Μ, XIA Y N. Soft lithography, Angew. Chem. ht. Ed. 1998,37 :550-575)、化学选择性吸附或沉积(VEISEH Μ, ZAREIE M H, ZHANG M Q. Highly selective protein patterning on gold-silicon substrates for biosensor applications,Langmuir 2002,18 :6671-6678)以及等离子体刻蚀(MU⑶RUMA H,TAKAHASHI H. Protein patterning on functionalized surface prepared by selective plasma polymerization, Surf. Coat. Technol. 2010,205 :2490-2494)等方法。利用这些方法可以制备出规整有序的蛋白图案化结构，但是这些方法大多要求较为严刻的实验条件和复杂的实验步骤，在一定程度上限制了其应用。因此需要发展新的制备有序蛋白图案化的简便方法。自Francois等首次以星形聚苯乙烯为膜材质，在高湿度环境中获得峰窝状图案化结构以来，以水滴为模板的呼吸图案化(Breath Figure)方法因其操作步骤简单、实验条件温和快速等优点受到了国内外学者的广泛关注(WIDAWSKI G，RAffISO M，FRANCOIS B. Self-organized honeycomb morphology of star-polymer polystyrene films,Nature 1994,369 :387-389),并发展出各种各样的成膜材料。此方法是在潮湿的环境中，利用水蒸汽在铺展在固体或者水表面的聚合物溶液的表面冷凝形成水珠并在表面张力作用下产生规则排列。当水珠和溶剂完全挥发后，在固化的聚合物膜上就形成了有序蜂窝状微孔结构。 改变实验条件可以调节孔洞的尺寸以及有序性。采用不同的成膜材料、掺杂材料以及实验参数实现了多孔结构的各种应用(孙航，吴立新.水滴模板法构筑蜂窝状有序多孔膜，化学进展2010,22 :1784-1798)。金属纳米粒子、二氧化硅和聚合物小球以及多金属氧簇等也通过这种方法被引入到多孔结构中。最近这种方法经过改进也可以应用到蛋白图案化结构的制备中来。但是在此过程中，蛋白的引入需要在制得有序多孔结构的基础上，通过多步化学反应修饰的手段实现(ZHANG Y, WANG C. Micropatterning of proteins on 3D porouspolymer fIms fabricated by using the breath-figure method, Adv. Mater. 2007,19 913-916)。这种孔洞内定位修饰涉及到较为复杂的实验步骤，而且蛋白在孔洞外的分布也不可避免。因此，发展更为简便的蛋白图案化方法，使其能够在保持水滴模板制备有序多孔结构的简单方便特性的同时，实现蛋白的图案化。这对于实现图案化蛋白的应用是非常重要的。人们曾经试图改进呼吸图案化方法，即通过将水引入到有机溶液中(或者相反的过程)形成乳状液，然后浇铸成膜(NISHIKAWA T，NISHIDA J，OOKURA R，NISHIMURA S I，SCHEUMANN V, ZIZLSPERGER M, LAffALL R, KNOLL, W, SHIMOMURA Μ. Web-structured films of an amphiphilic polymer from water in oil emulsion !fabrication and characterization, Langmuir 2000,16 :1337-1342)。也有报道通过乳液的方法将蛋白定位到孔结构内(ZHANG WXjMENG X L，LI JW,KE B BjCHEN P C,XU Z KjWAN L S. Macroporous, protein-containing films casting from water—in—oil emulsions featuring a block-copolymer, Soft Matter 2011,7:4221-4227)。但是到目前为止，得到的多孔膜一方面有序性较差，孔结构分布不均勻，另一方面蛋白的分布不理想，不能很好的将蛋白定位在孔结构内。尽管改变不同的实验条件如溶剂、湿度、含水量等，多孔结构的有序性依然不好(WANG M Τ,LEI Y,ZHANG L D,WANG S X. Mesoscopic self-assembling morphology of polymer based on emulsification，Mater. Res. Bull. 2000，35 :1625-1630)，使得这些改进难以实用化。其中的原因主要是聚合物两亲性、水滴稳定剂、溶剂等成膜条件的优化等没有达到合适的控制条件。考虑到表面孔结构的尺度范围、应用条件和水滴模板的生长平衡，如果能够选择更常用的聚合物溶液体系，将预先结合了蛋白的乳液滴保持在更小的尺度上，然后将得到的乳液浇铸成膜，那么表面结构会由于水滴的生长平衡而更有序，而且水滴中的蛋白会随着水滴的挥发保留在形成的多孔结构底部。这样就既可以避免水滴的扩散，实现简捷而又快速的表面蛋白图案化结构聚合物膜的制备，又能获得尺度均一的有序结构。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种简便易行的制备尺度均一和有序的蛋白图案化结构的方法及其在识别不同蛋白方面的应本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种构筑基于聚合物薄膜的蛋白图案化结构的方法，其步骤如下：１）将蛋白溶于二次水中，得到浓度为５ｍｇ／ｍＬ的蛋白水溶液；２）将聚合物和表面活性剂以２０∶１～１２０∶１的质量比混合后溶于有机溶剂中，制备浓度为６ｍｇ／ｍＬ的聚合物溶液；３）将蛋白水溶液与聚合物溶液以１∶２０的体积比混合，震荡至溶液呈微乳白色，得到微乳液；４）将步骤３）得到的微乳液在湿度为３０％～４０％、温度为２５～３０℃的环境中浇铸在清洗过的平滑基底上成膜，得到孔径为３～１０μｍ的有序多孔膜，蛋白富集在有序多孔膜中孔的底部，从而得到有序的蛋白图案化结构。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴立新，马英一，梁静，孙航，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：82
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