再生医学:生物材料与组织再生
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三、分子印迹过程

前面介绍的识别材料是通过分子印迹或分子修饰工艺制备的。在Neves等人(2017)最近的一篇文章中提出了分子印迹的新方法或新工艺。通过这些方法,我们可以将模板合并到聚合物结构中,以便以后能够识别。图6-4显示了前面描述的识别聚合物网络的主要生产过程。

图6-4 识别聚合物网络的主要生产过程(引自Neves,et al.2017)

选择合适的模板分子、功能单体和交联剂后,将所有组分混合在合适的溶剂(如去离子水、磷酸盐缓冲液)中,形成预聚合复合物(模板功能单体)。然后进行聚合,稳定特定的空腔和结合位点。

最后,通过模板等洗涤步骤,去除未反应单体和交联分子,得到理想的分子印迹聚合物(MIP)。不同的聚合物官能团可以与不同的蛋白质结构域相互作用,因此使用杂多聚体系统(具有多个官能团的功能单体)可以改善印迹特征。此外,这些官能团还可以改变最终MIP的化学和/或机械性能,如图6-5所示。

图6-5 识别聚合物网络分子印迹的步骤(引自Peppas和Clegg.2016)

自然识别是生物领域中一个众所周知的过程,可以在抗体、酶、核酸和细胞中观察到。累积的超分子力可导致高亲和力的识别。Hilt和 Byrne(2004)对这一过程进行了出色的分析。我们在分子印迹技术方面有20年的经验。我们已经在这个领域发表了11项美国专利和100多篇文章。

生物分析物是一个具有良好的生物印迹和识别能力的例子,由聚乙二醇200二甲基丙烯酸酯(PEG200DMA)与丙烯酸共聚(以二甲基亚砜制备),具有67%交联率的识别网络识别荧光标记葡萄糖。图6-6所示的识别网络(左)对葡萄糖的识别强度几乎是对照组的5倍。此外,我们还证明了相同的凝胶材料可以帮助比较结合。在图6-7中,我们展示了聚乙二醇200二甲基丙烯酸酯(PEG200DMA)与丙烯酸(二甲基亚砜制备)共聚合67%交联率的凝胶网络是如何从葡萄糖(A)中识别半乳糖(B和C)的。

图6-6 荧光葡萄糖类似物与聚乙二醇-丙烯酸共聚物67%交联比的识别

A.可识别组[I=208.84+/-6.48(10 000 像素)];B.对照组[I=208.84+/-6.48(10 000 像素)]。