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专利名称：抑制固体材料表面非特异性吸附的方法
技术领域：
本发明涉及一种抑制固体材料表面非特异性吸附的方法，特别是在氟化单分子层
表面或羧基化单分子层表面结合非离子表面活性剂的使用来解决生物大分子、细菌、细胞 等的非特异性吸附问题。
背景技术：
因为固体材料表面与生物环境进行作用的种类与作用力的大小取决于材料表面 的性质。这些表面性质直接影响到生物大分子如蛋白质、核酸在表面的吸附。其中蛋白质 的非特异性吸附尤其引人注目。蛋白质在表面的吸附被认为是材料与生物环境相接触时的 首要反应，而且将影响后续的一系列生物反应，因此蛋白质吸附在材料表面对后续的系列 反应起着很重要的作用，如何控制蛋白质的吸附成为设计生物相容性很重要的因素。
目前有很多文献报道抑制固体材料表面非特异性吸附的方法，基本上集中在对固 体材料表面的改性。以单晶硅表面的研究为例，文献中多采用聚乙二醇(PEG)修饰硅片作 为反应基底，认为长链的聚乙二醇(_(CH2CH20)n-，n在3到200之间)如同"刷子"一样将靠 近基底的蛋白质刷走，起到对蛋白质的非特异性抑制作用，同时降低蛋白质变性的可能性 (Macromolecules 1998，31，5059 5070 Journal of the American Chemical Society, 2007,129,9252 9253)。而在另外的文献中，人们采用了短链的-(CH2CH20)n-(n在3到 6之间)，发现也有抑制固体材料表面非特异性吸附的作用(Journal of theAmerican Chemical Society, 2004， 126， 10220 10221)。也有羧基聚合物作为非特异性抑制表面， 但是这种聚合物结构相对复杂，不易制备(Langmuir2007， 23， 5670 5677)。然而目前报道 的方法都是在某种程度上降低生物分子在被修饰的固体材料表面的非特异性吸附，而不能 使吸附降低到零或接近于零。 本发明在注重固体材料表面特性的基础上，开发了一种表面吸附抑制剂与固体材 料表面共同作用，能够显著抑制蛋白或其他生物分子的非特异性吸附。表面吸附抑制剂是 一种非离子表面活性剂混合溶液，固体材料表面是氟化单分子层表面或者羧基化单分子层 表面。通过这种方法可以提高实际样品检测的效率和可信度。

发明内容
本发明的目的在于提供一种抑制固体材料表面非特异性吸附的方法，通过混合的 非离子表面活性剂来抑制特定单分子层表面的非特异性吸附，从而可以保证生物大分子检 测的高通量、高灵敏度和可信度，满足试验研究和实际应用需要。 本发明的抑制固体材料表面非特异性吸附的方法在固体材料表面修饰有一层氟 化单分子层膜或者羧基化单分子层膜，然后使用混合的非离子表面活性剂配制的含有生物 大分子的缓冲液时，生物大分子能够在混合的非离子表面活性剂和氟化单分子膜或羧基化 单分子膜的协同作用下抑制缓冲液中生物大分子在固体材料表面的非特异性吸附。具体方 法为醇、去离子水清洗后，在氧气等离子体清洗器内清洗 处理材料表面0. 5 3分钟，彻底清除固体材料表面上的有机污物； 2)在温度为80 15(TC下，将步骤1)得到的清洗干净的固体材料放置在氟化试 剂的气相氛围中反应10秒 24小时，取出后使用无水乙醇清洗所得固体材料表面，用氮气 流吹干，氟化试剂通过共价反应在固体材料表面形成氟化单分子层膜；或
配置体积百分比浓度为1 15%的3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)无水乙醇 溶液，将步骤1)得到的清洗干净的固体材料放入该溶液中恒温反应O. 5 24小时，温度为 20 4(TC，得到在固体材料表面修饰一层伯氨；然后使用0. 1 50mg/ml的羧基化试剂的 二甲基甲酰胺(DMF)溶液，将上述氨基化处理的固体材料在温度为20 4(TC恒温条件下反 应0. 5 24小时，羧基化试剂通过共价反应在固体材料表面形成羧基化单分子层膜；
3)在含有步骤2)得到的修饰有一层氟化单分子层膜或者羧基化单分子层膜的固 体材料表面上，加入用混合的非离子表面活性剂配制的含有生物大分子的缓冲液时，生物 大分子能够在混合的非离子表面活性剂和氟化单分子膜或羧基化单分子膜的协同作用下 抑制缓冲液中生物大分子在固体材料表面的非特异性吸附。 本发明固体材料表面的单分子层膜是通过化学气相蒸发法或者液相溶液反应，在 固体材料表面由氟化试剂或羧基化试剂通过共价反应形成单分子层膜，具有极强的疏水 性，能够强烈的吸附蛋白质。 本发明所使用的氟化试剂结构有两种，分别是CF3(CF2)m(CH》nSiXiYj和CF3(CF2)
m(CH2)nZ。其中，CF3(CF》m(CH丄SiXiYj含有末端活性官能团X和Y， X或Y可以是甲氧基
(_OCH3)、乙氧基(_OCH2CH3)、氯(-C1)或异氰基(_0 = C = N)，m = 2 10，n = 0 5， i
=0 3， j = 0 3并且i+j = 3。对于CF3(CF2)m(CH2)nZ， Z为巯基(_SH)、溴(-Br)、碘
(-1)、烯烃基(-ch = ch2)、炔烃基(-c e ch)、酰氯(-C0C1)、环氧基(-choch2)或苯硝基
(_C6H4N02)，并且m二2 10，n二0 5(例如，碘化全氟辛基，溴化全氟辛基)。本发明所使用的羧基化试剂具有双官能团，H00C-(C6H4)m(CH2)n-X，一段是羧基末
端，另一段是可以与固体材料表面偶联的活性官能团X， X特别是乙氧基(-OCH^H》、醛基
(-CHO)、氯(-C1)、巯基(-SH)、异氰基(-0 = C = N)、烯烃基(-CH = CH2)、炔烃基(_C e ch)、
酰氯(-C0C1)、环氧基(_CHOCH2)或苯硝基(一 C6H4N02) ，m = 0 2，n = 0 5。 本发明所使用的混合的非离子表面活性剂是溶解在磷酸盐或者氨丁三醇(Tris)
缓冲液中的吐温和聚乙二醇的混合物，其中，吐温占总溶液体积的0. 01% 5%，聚乙二醇
占总溶液体积的0. 01 % 5% ;溶液的pH为5 8. 5。 所述的吐温(Tween)是吐温20、吐温40、吐温60或吐温80。 所述的聚乙二醇是聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙 二醇800或聚乙二醇1000。 所述的生物分子为蛋白质、核酸、多肽、细菌或细胞。 所述的固体材料为氮化硅、二氧化硅、单晶硅、碳化硅、玻璃、金刚石、类金刚石、金 属(包括金、氧化铝)或塑料；在这些固体材料的表面可以覆盖一层氟化单分子层膜或者羧 基化单分子层膜。 所述的氟化单分子层膜与水的接触角大于90度，在氟化单分子层膜表面通过针 (pin)点样的方法能形成图案。
对于修饰有氟化单分子层膜或者羧基化单分子层膜的固体材料表面，将混合的非 离子表面活性剂配制的含有生物大分子的缓冲液加入到上述修饰固体材料表面上，就可以 抑制生物大分子在该固体材料表面的非特异性吸附。同时，混合非离子表面活性剂不会影 响到生物大分子的特异性反应区域的正常反应。 通过非离子表面活性剂、氟化表面或者羧基化表面的配合使用，可以简便、有效、 快速的制备大量生物大分子微阵列检测器件，易于操作，成本低，适应于大批量生产，具有 广泛的应用前景。 本发明提供的抑制固体材料表面非特异性吸附的方法，可以简单、有效地抑制生 物分子，尤其是蛋白质在氟化表面或者羧基化表面的非特异性吸附。对于氟化表面有自身 的特点，在没有抑制剂存在的条件下，具有强烈的疏水相互作用力，能够将生物大分子牢固 吸附在固体材料表面上，同时不影响蛋白质的活性；对于羧基化表面通过活化羧基将蛋白 质直接固定在芯片表面。当有上述合适配比的混合非离子表面活性剂存在时，蛋白质在固 体材料表面的非特异性吸附会被很好的抑制。这样通过抑制剂作用，可以形成高通量的检 测器件。


图1.本发明实施例28氟化单分子膜硅片表面点样分区制备蛋白阵列后人免疫球 蛋白(IgG)的夹心免疫反应结果示意图。 图2.本发明实施例43氟化单分子层膜的硅片表面光刻分区法制备蛋白阵列的示 意图。 图3.本发明实施例43光刻分区法制备蛋白阵列后人免疫球蛋白(IgG)的夹心免 疫反应结果示意图。
具体实施方式

实施例1 将15片表面生长有二氧化硅的单晶硅硅片经过无水乙醇、去离子水清洗后，在 氧气等离子体清洗器内清洗处理表面0. 5分钟，彻底清除有机污物。在8(TC下，将该硅片 均分为5组，分别放置在全氟丙基三乙氧基硅烷[CF3(CF2)2Si (0CH2CH3)3] 、1， 1， 2， 2-四氢 全氟己基三乙氧基硅烷[CF3 (CF2) 3 (CH2) 2Si (0CH2CH3) 3] 、 1， 1， 2， 2， 3， 3， 4， 4， 5， 5-十氢全氟 十六烷基三乙氧基硅烷[CF3 (CF2) 1Q (CH2) 5Si (0CH2CH3) 3] 、 1 ， 1 ， 2， 2-四氢全氟辛基甲氧基_ 二 乙氧基硅烷[CF3(CF2)5(CH2)2Si0CH3(0CH2CH3)2]、1，1，2，2_四氢全氟辛基二乙氧基氯硅烷 [CF3(CF2) 5 (CH2)2Si (0CH2CH3)2C1]的气相氛围中反应24小时，取出后使用无水乙醇清洗表 面，用氮气流吹干备用。通过上述方式，可以在硅片表面修饰上一层氟化单分子层膜。
实施例2 将15片表面生长有二氧化硅的单晶硅硅片经过无水乙醇、去离子水清洗后， 在氧气等离子体清洗器内清洗处理表面3分钟，彻底清除有机污物。在15(TC下，将 该硅片均分为5组，分别放置在全氟丙基三甲氧基硅烷[CF3(CF2)2Si(0CH3)3]、l，l，2， 2-四氢全氟己基甲氧基硅烷[CF3(CF2)3(CH2)2Si(0CH3)3]、l，l，2，2，3，3，4，4，5，5-十氢 全氟十六烷基甲氧基硅烷[CF3(CF2)10(CH2)5Si(0CH3)3]、l，l，2，2-四氢全氟辛基二甲氧
5基氯硅烷[CF3(CF2)5(CH2)2Si(0CH3)2Cl]、l，l，2，2-四氢全氟辛基二甲氧基异氰基硅烷 [CF3(CF2) 5 (CH2)2Si (0CH3)2CN0]的气相氛围中反应10秒，取出后使用无水乙醇清洗表面，用 氮气流吹干备用。通过上述方式，可以在硅片表面修饰上一层氟化单分子层膜。
实施例3 将15片表面生长有二氧化硅的单晶硅硅片经过无水乙醇、去离子水清洗后，在 氧气等离子体清洗器内清洗处理表面3分钟，彻底清除有机污物。在15(TC下，将该硅 片均分为5组，分别放置在全氟丙基三氯硅烷[CF3(CF2)2SiCl3]、l，l，2，2-四氢全氟己基 三氯硅烷[CF3(CF2)7(CH2)2SiCl3]、l，l，2，2，3，3，4，4，5，5—十氢全氟十六烷基三氯硅烷 [CF3 (CF2) 10 (CH2) 5SiCl3] 、 1 ， 1 ， 2， 2-四氢全氟辛基甲氧基二氯硅烷[CF3 (CF2) 5 (CH2) 2Si (0CH3) Cl2]、l，l，2，2-四氢全氟辛基异氰基二氯硅烷[CF3(CF2)5(CH2)2Si(CNO)Cl2]的气相氛围中 反应10秒，取出后使用无水乙醇清洗表面，用氮气流吹干备用。通过上述方式，可以在硅片 表面修饰上一层氟化单分子层膜。
实施例4 将15片表面生长有二氧化硅的单晶硅硅片经过无水乙醇、去离子水清洗后，在 氧气等离子体清洗器内清洗处理表面2分钟，彻底清除有机污物。在15(TC下，将该硅片 均分为5组，分别放置在全氟丙基三异氰基硅烷[CF3(CF2)2Si(CN0)3]、l，l，2，2-四氢全 氟己基三异氰基硅烷[CF3(CF2)7(CH2)2Si(CN0)3]、l，l，2，2，3，3，4，4，5，5-十氢全氟十六 烷基三异氰基硅烷[CF3(CF2)10(CH2)5Si(CN0)3]、l，l，2，2-四氢全氟辛基三异氰基硅烷 [CF3(CF2)7Si (CN0) J、1，1，2，2-四氢全氟辛基二异氰基氯硅烷CF3(CF2)5(CH2)2Si (CNO)2C1 的气相氛围中反应IO秒，取出后使用无水乙醇清洗表面，用氮气流吹干备用。通过上述方 式，可以在硅片表面修饰上一层氟化单分子层膜。
实施例5 将15片单晶硅硅片经过无水乙醇、去离子水清洗后，在氢气等离子体清洗器内 清洗处理表面3分钟，在8(TC下，将该硅片均分为3组，分别放置在1，1，2_三氢全氟戊烯 [CF3 (CF2) 2CH = CH2] 、 1 ， 1 ， 2 ， 3 ， 3 ， 4， 4， 5 ， 5 ， 6 ， 6 ， 7 ， 7—十三氢全氟十八烯[CF3 (CF2) 10 (CH2) 5CH =CH2] 、 1 ， 1 ， 2 ， 3 ， 3 ， 4， 4-七氢全氟癸烯[CF3 (CF2) 5 (CH2) 2CH = CH2]的气相氛围中反应12小 时，取出后使用无水乙醇清洗表面，用氮气流吹干备用。通过上述方式，可以在硅片表面修 饰上一层氟化单分子层膜。
实施例6 将15片单晶硅硅片经过无水乙醇、去离子水清洗后，在氢气等离子体清洗器 内清洗处理表面3分钟，在8(TC下，将该硅片均分为3组，分别放置在1-氢全氟戊炔 [CF3 (CF2) 2C三CH] 、 1 ， 3 ， 3 ， 4， 4， 5 ， 5 ， 6 ， 6 ， 7 ， 7- ^^—氢全氟十八炔[CF3 (CF2) 1(1 (CH2) 5C三CH]、 1，3，3，4，4-五氢全氟癸炔[CF3(CF2)5(CH2)2CeCH]的气相氛围中反应12小时，取出后使用 无水乙醇清洗表面，用氮气流吹干备用。通过上述方式，可以在硅片表面修饰上一层氟化单
分子层膜。 实施例7 将15片表面生长有二氧化硅的单晶硅硅片经过无水乙醇、去离子水清洗后， 在氧气等离子体清洗器内清洗处理表面3分钟，在8(TC下，将该硅片均分为3组，分别 放置在溴化全氟丙烷[CF3(CF2)2Br]、l，l，2，2，3，3，4，4，5，5—十氢全氟-l-溴-十六烷
6[CF3(CF2)10(CH2)5Br]、l，l，2，2-四氢全氟_1_溴辛烷[CF3(CF2)5(CH2)2Br]的气相氛围中反 应12小时，取出后使用无水乙醇清洗表面，用氮气流吹干备用。通过上述方式，可以在硅片 表面修饰上一层氟化单分子层膜。
实施例8 将15片表面生长有二氧化硅的单晶硅硅片经过无水乙醇、去离子水清洗后， 在氧气等离子体清洗器内清洗处理表面3分钟，在8(TC下，将该硅片均分为3组，分别 放置在碘化全氟丙烷[CF3(CF2)2l]、l，l，2，2，3，3，4，4，5，5-十氢全氟-l-碘-十六烷 [CF3(CF2、。(CH2)51]、1，1，2，2—四氢全氟-l-碘-辛烷[CF3(CF2)7(CH2)2I]的气相氛围中反 应12小时，取出后使用无水乙醇清洗表面，用氮气流吹干备用。通过上述方式，可以在硅片 表面修饰上一层氟化单分子层膜。
实施例9 将15片表面生长有二氧化硅的单晶硅硅片经过无水乙醇、去离子水清洗 后，在氧气等离子体清洗器内清洗处理表面3分钟，在8(TC下，将该硅片均分为3组， 分别放置在全氟丁酰氯[CF3(CF》2C0Cl]、l，l，2，2，3，3，4，4，5，5-十氢全氟十七酰氯 [CF3(CF2)10(CH2)5C0C1]、1，1，2，2-四氢全氟—^一酰氯[CF3(CF2)7(CH2)2C0C1]的气相氛围中 反应12小时，取出后使用无水乙醇清洗表面，用氮气流吹干备用。通过上述方式，可以在硅
片表面修饰上一层氟化单分子层膜。
实施例10 将15片表面生长有二氧化硅的单晶硅硅片经过无水乙醇、去离子水清洗后， 在氧气等离子体清洗器内清洗处理表面3分钟，在8(TC下，将该硅片均分为3组，分 别放置在1，1，2-三氢全氟环氧戊烷[CF3(CF2)2CH0CH2]、1，1，2，3，3，4，4，5，5，6，6，7， 7-十三氢全氟环氧十八烷[CF3 (CF2) 10 (CH2) 5CH0CH2] 、 1， 1， 2， 3， 3， 4， 4-七氢全氟环氧癸烷 [CF3(CF2) 7 (CH2)2CH0CH2]的气相氛围中反应12小时，取出后使用无水乙醇清洗表面，用氮气 流吹干备用。通过上述方式，可以在硅片表面修饰上一层氟化单分子层膜。
实施例11 将15片表面生长有二氧化硅的单晶硅硅片经过无水乙醇、去离子水清洗后， 在氧气等离子体清洗器内清洗处理表面3分钟，在8(TC下，将该硅片均分为3组，分 别放置在4-全氟丙基-1-硝基苯[CF3 (CF2) 2C6H4N02] 、 1， 1， 2， 2， 3， 3， 4， 4， 5， 5-十氢全 氟十六烷基-1-硝基苯[CF3 (CF2) 1Q (CH2) 5C6H4N02] 、 1 ， 1 ， 2， 2-四氢全氟癸基-1-硝基苯 [CF3 (CF2) 5 (CH2) 2C6H4N02]的气相氛围中反应12小时，取出后使用无水乙醇清洗表面，用氮气 流吹干备用。通过上述方式，可以在硅片表面修饰上一层氟化单分子层膜。
实施例12 将表面镀有金的硅片经过无水乙醇、去离子水清洗后，在氧气等离子体清洗 器内清洗处理表面2分钟，彻底清除有机污物。在8(TC下，将该硅片均分为组，分别放 置在巯基全氟丙烷CF3(CF2)2SH、l，l，2，2，3，3，4，4，5，5-十氢全氟-l-巯基-十六烷 CF3 (CF2) 1Q (CH2) 5SH、 1 ， 1 ， 2， 2-四氢全氟_1_巯基-辛烷CF3 (CF2) 5 (CH2) 2SH的气相氛围中反 应12小时，取出后使用无水乙醇清洗表面，用氮气流吹干备用。通过上述方式，可以在硅片 表面修饰上一层氟化单分子层膜。
实施例13
7
将在单晶硅表面生长有二氧化硅的硅片经过无水乙醇、去离子水清洗后，在氧气 等离子体清洗器内清洗处理表面0. 5分钟，彻底清除有机污物。在3(TC恒温下，将该硅片放 置在1% (v : v)的1，1，2，2-四氢全氟辛基三乙氧基硅烷[CF3(CF2)5(CH2)2Si(OCH2CH3)3] 无水乙醇溶液中反应2小时，反应结束后使用无水乙醇清洗表面，用氮气流吹干备用。通过
上述方式，可以在硅片表面修饰上一层氟化单分子层膜。
实施例14 将在单晶硅表面生长有二氧化硅的硅片经过无水乙醇、去离子水清洗后，在氧气 等离子体清洗器内清洗处理表面0. 5分钟，彻底清除有机污物。在3(TC恒温下，将该硅片放 置在1% (v : v)的1，1，2，2-四氢全氟辛基三异氰基硅烷[CF3(CF2)5(CH2)2Si(CN0)3]无水 乙醇溶液中反应2小时，反应结束后使用无水乙醇清洗表面，用氮气流吹干备用。通过上述 方式，可以在硅片表面修饰上一层氟化单分子层膜。
实施例15 将12片在单晶硅表面生长有二氧化硅的硅片经过无水乙醇、去离子水清洗后，在 氧气等离子体清洗器内清洗处理表面3分钟，彻底清除有机污物。配置1% (v : v)的3-氨 基丙基三乙氧基硅烷(APTES)无水乙醇溶液，将上述硅片放入溶液中恒温2小时，温度为 3(TC，这样可以使表面修饰一层伯氨。 然后将上述氨基化处理过的硅片分为4组，分别放入下列试剂的DMF溶液中，在 37t:恒温条件下反应2小时 20mg/ml的对-醛基苯甲酸[CHO- (C6H4) -COOH]
10mg/ml对-醛基苯乙酸[CHO- (C6H4) _CH2C00H]
10mg/ml 4，-醛基_4_联苯甲酸[CHO- (C6H4) 2_C00H]
10mg/ml 6_醛基庚酸[CHO-(CH2) 5C00H]
这样就可以在硅片表面修饰上一层羧基单分子层膜。
实施例16 将9片在单晶硅表面生长有二氧化硅的硅片经过无水乙醇、去离子水清洗后， 在氧气等离子体清洗器内清洗处理表面3分钟，彻底清除有机污物。在8(TC下，将该硅 片均分为3组，分别放置在对_乙氧基苯甲酸[CH3CH20-(C6H4)-C00H]、对-乙氧基苯乙酸 [CH3CH20-(C6H4)-CH2C00H]、4，-乙氧基-4-联苯甲酸[CH3CH20_ (C6H4) 2_C00H] 、6-乙氧基己 酸[CH3CH20-(CH2)5C00H]的气相氛围中反应12小时，取出后使用无水乙醇清洗表面，用氮气
流吹干备用。通过上述方式，可以在硅片表面修饰上一层羧基单分子层膜。
实施例17 将12片在单晶硅表面生长有二氧化硅的硅片经过无水乙醇、去离子水清洗后，在 氧气等离子体清洗器内清洗处理表面3分钟，彻底清除有机污物。配置15% (v : v)的 3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)无水乙醇溶液，将上述硅片放入溶液中恒温2小时，温度 为3(TC，这样可以使表面修饰一层伯氨。 然后将上述氨基化处理过的硅片分为4组，分别放入下列试剂的DMF溶液中，在 37t:恒温条件下反应2小时 20mg/ml的对-氯苯甲酸[Cl_ (C6H4) -C00H]
10mg/ml对-氯苯乙酸[Cl_ (C6H4) _CH2C00H]
8
10mg/ml 4'-氯_4_联苯甲酸[Cl_(C6H4)2_COOH]
10mg/ml 6_氯庚酸[Cl_ (CH2) 5COOH]
这样就可以在硅片表面修饰上一层羧基单分子层膜。
实施例18 将9片在单晶硅表面生长有二氧化硅的硅片经过无水乙醇、去离子水清洗后，在 氧气等离子体清洗器内清洗处理表面3分钟，彻底清除有机污物。在8(TC下，将该硅片均分 为3组，分别放置在对_氯苯乙酸[C1-(C6H4)-CH2C00H]、对_氯苯甲酸[Cl-(C6H4)-COOH]、 6-氯庚酸[C1-(CH2)5C00H]的气相氛围中反应12小时，取出后使用无水乙醇清洗表面，用
氮气流吹干备用。通过上述方式，可以在硅片表面修饰上一层羧基单分子层膜。
实施例19 12片表面镀有金的硅片经过无水乙醇、去离子水清洗后，在氧气等离子体清洗器
内清洗处理表面3分钟，彻底清除有机污物。硅片分为4组，分别放入下列试剂的DMF溶液
中，在37t:恒温条件下反应2小时 20mg/ml的对-巯基苯甲酸[HS_ (C6H4) -COOH] 10mg/ml对-巯基苯乙酸[HS_ (C6H4) _CH2C00H] 10mg/ml 4，-巯基_4_联苯甲酸[HS_ (C6H4) 2_C00H] 10mg/ml 6_巯基庚酸[HS_ (CH2) 5COOH] 这样就可以在硅片表面修饰上一层羧基单分子层膜。 实施例20 将12片镀有金膜的硅片经过无水乙醇、去离子水清洗后，在氧气等离子体清洗器
内清洗处理表面3分钟，彻底清除有机污物。硅片分为4组，分别放入下列试剂的DMF溶液
中，在37t:恒温条件下反应2小时 20mg/ml的对-巯基苯甲酸[HS_ (C6H4) -COOH] 10mg/ml对-巯基苯乙酸[HS_ (C6H4) _CH2COOH] lOmg/ml 4'-巯基_4_联苯甲酸[HS_ (C6H4) 2_COOH] lOmg/ml 6_巯基庚酸[HS_ (CH2) 5COOH] 这样就可以在金片表面修饰上一层羧基单分子层膜。 实施例21 将12片在单晶硅表面生长有二氧化硅的硅片经过无水乙醇、去离子水清洗后，在 氧气等离子体清洗器内清洗处理表面3分钟，彻底清除有机污物。配置1% (v : v)的3-氨 基丙基三乙氧基硅烷(APTES)无水乙醇溶液，将上述硅片放入溶液中恒温2小时，温度为 3(TC，这样可以使表面修饰一层伯氨。 然后将上述氨基化处理过的硅片分为4组，分别放入下列试剂的DMF溶液中，在 37t:恒温条件下反应2h : 20mg/ml的对-异氰酸基苯甲酸

10mg/ml对-异氰酸基苯乙酸

lOmg/ml 4，-异氰酸基_4_联苯甲酸

lOmg/ml 6_异氰酸基庚酸

这样就可以在硅片表面修饰上一层羧基单分子层膜。
实施例22 将12片在单晶硅表面生长有二氧化硅的硅片经过无水乙醇、去离子水清洗后，在 氧气等离子体清洗器内清洗处理表面3分钟，彻底清除有机污物。在8(TC下，将该硅片均分 为4组，分别放置在对_异氰酸基苯甲酸
、对-异氰酸基苯乙酸
、 4'-异氰酸基-4-联苯甲酸
、 6-异 氰酸基庚酸
的气相氛围中反应12小时，取出后使用无水乙醇清洗 表面，用氮气流吹干备用。通过上述方式，可以在硅片表面修饰上一层羧基单分子层膜。
实施例23 将12片单晶硅片经过无水乙醇、去离子水清洗后，在氢气等离子体清洗器内清洗 处理表面3分钟，彻底清除有机污物。在15(TC下，将该硅片均分为4组，分别放置在对_乙 烯基苯甲酸[CH2 = CH-(C6H4)-C00H]、对-乙烯基苯乙酸[CH2 = CH-(C6H4) _CH2C00H] 、4'-乙 烯基-4-联苯甲酸[CH2 = CH-(C6H4)2-C00H]、6-乙烯基庚酸[CH2 = CH-(CH2) 5C00H]的气相 氛围中反应12小时，取出后使用无水乙醇清洗表面，用氮气流吹干备用。通过上述方式，可 以在硅片表面修饰上一层羧基单分子层膜。
实施例24 将12片单晶硅片经过无水乙醇、去离子水清洗后，在氢气等离子体清洗器内清洗 处理表面3分钟，彻底清除有机污物。在1501:下，将该硅片均分为4组，分别放置在对-乙 炔基苯甲酸[CH三C-(C6H4)-C00H]、对-乙炔基苯乙酸[CH三C_(C6H4) _CH2C00H] 、4，-乙炔 基_4-联苯甲酸[CH e C-(C6H4)2-C00H] 、6-乙炔基庚酸[CH e C_ (CH2) 5C00H]的气相氛围 中反应12小时，取出后使用无水乙醇清洗表面，用氮气流吹干备用。通过上述方式，可以在
硅片表面修饰上一层羧基单分子层膜。
实施例25 将12片在单晶硅表面生长有二氧化硅的硅片经过无水乙醇、去离子水清洗 后，在氧气等离子体清洗器内清洗处理表面3分钟，彻底清除有机污物。在15(TC下， 将该硅片均分为4组，分别放置在对-酰氯苯甲酸[C 1 CO- (C6H4) -C00H]、对_酰氯苯乙 酸[C1C0-(C6H4)-CH2C00H] 、4' _酰氯-4-联苯甲酸[C1C0-(C6H4) 2_C00H] 、6-酰氯庚酸 [C1C0-(CH2)5C00H]的气相氛围中反应12小时，取出后使用无水乙醇清洗表面，用氮气流吹 干备用。通过上述方式，可以在硅片表面修饰上一层羧基单分子层膜。
实施例26 将12片在单晶硅表面生长有二氧化硅的硅片经过无水乙醇、去离子水清洗后，在 氧气等离子体清洗器内清洗处理表面3分钟，彻底清除有机污物。在15(TC下，将该硅片 均分为4组，分别放置在对_环氧乙基苯甲酸[CH20CH-(C6H4)-C00H]、对-环氧乙基苯乙酸 [CH20CH- (C6H4) -CH2C00H] 、4'-环氧乙基_4_联苯甲酸[CH20CH_ (C6H4) 2_C00H] 、6-环氧乙基 庚酸[CH20CH_(CH2)5C00H]的气相氛围中反应12小时，取出后使用无水乙醇清洗表面，用氮
气流吹干备用。通过上述方式，可以在硅片表面修饰上一层羧基单分子层膜。
实施例27 将12片在单晶硅表面生长有二氧化硅的硅片经过无水乙醇、去离子水清洗后，在 氧气等离子体清洗器内清洗处理表面3分钟，彻底清除有机污物。配置1% (v : v)的3-氨 基丙基三乙氧基硅烷(APTES)无水乙醇溶液，将上述硅片放入溶液中恒温2小时，温度为
103(TC，这样可以使表面修饰一层伯氨。 然后将上述氨基化处理过的硅片分为4组，分别放入下列试剂的DMF溶液中，在 37t:恒温条件下反应2小时 20mg/ml的对-硝基苯甲酸

10mg/ml对-硝基苯乙酸

10mg/ml 4，-硝基+联苯甲酸

10mg/ml 6_硝基庚酸

这样就可以在硅片表面修饰上一层羧基单分子层膜。
实施例28 在实施例1氟化硅片表面采用磷酸缓冲液配制的羊抗人IgG溶液进行点样分区， pH = 7. 4。点样分区的环境条件为60% 90%相对湿度，30"。点样之后，温育30分钟。 这样可以通过氟化表面强的疏水相互作用力将羊抗人IgG吸附在氟化硅片表面，然后使用 含有1% (v : v)的吐温20和0. 5% (v : v)的聚乙二醇200混合非离子表面活性剂的 PBS溶液冲洗点样分区的表面。 接着在上述点样分区的氟化硅片表面进行夹心免疫反应，来验证非离子表面活性 剂对蛋白质在氟化单分子层上的非特异性吸附的抑制效果。具体操作为在羊抗人IgG点 样分区的表面依次滴加人-IgG的PBS溶液，羊抗人IgG的PBS溶液和CdSe量子点标记亲 和素的PBS溶液，其中每种蛋白质溶液均含有1% (v : v)的吐温20和0.5% (v : v)的 聚乙二醇200作为非特异性吸附的抑制剂。反应条件与操作方式为37t:气浴下，在分区表 面每滴加一种蛋白质溶液就反应l小时；每种蛋白质反应结束后，使用含有1% (v : v)的 吐温20和0. 5% (v : v)的聚乙二醇200抑制剂的PBS冲洗硅片，然后再加入下一种蛋白 质反应。 最后使用荧光显微镜在紫外激发下，可以观测到氟化表面能够很好的抑制蛋白质 非特异性吸附，如图l所示。
实施例29 在实施例2氟化硅片表面采用磷酸缓冲液配制的羊抗人IgG溶液进行点样分区， pH = 7. 4。点样分区的环境条件为60% 90%相对湿度，30"。点样之后，温育30分钟。 这样可以通过氟化表面强的疏水相互作用力将羊抗人IgG吸附在氟化硅片表面。
然后将上述吸附有羊抗人IgG的氟化硅片分别使用含有0.01X (v : v)的吐温 20和5.0% (v : v)的聚乙二醇200混合的非离子表面活性剂PBS溶液冲洗点样分区的表 面。接着在上述点样分区的氟化硅片表面进行夹心免疫反应，来验证非离子表面活性剂对 蛋白质在氟化单分子层上的非特异性吸附的抑制效果。具体操作为在羊抗人IgG点样分 区的表面依次滴加人-IgG的PBS溶液，羊抗人IgG的PBS溶液和CdSe量子点标记亲和素 的PBS溶液，其中每种蛋白质溶液均含有0.01X (v : v)的吐温20和5.0% (v : v)聚乙 二醇200作为非特异性吸附的抑制剂。反应条件与操作方式为37t:气浴下，在分区表面每 滴加一种蛋白质溶液就反应l小时；每种蛋白质反应结束后，使用含有上述抑制剂的PBS冲 洗硅片，然后再加入下一种蛋白质反应。 最后使用荧光显微镜在紫外激发下，可以观测到氟化表面能够很好的抑制蛋白质 非特异性吸附。
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实施例30 在实施例3氟化硅片表面采用磷酸缓冲液配制的羊抗人IgG溶液进行点样分区， pH = 7. 4。点样分区的环境条件为60% 90%相对湿度，30"。点样之后，温育30分钟。 这样可以通过氟化表面强的疏水相互作用力将羊抗人IgG吸附在氟化硅片表面，然后使用 含有5% (v : v)的吐温20和0.01% (v : v)聚乙二醇200的混合非离子表面活性剂的 PBS溶液冲洗点样分区的表面。 接着在上述点样分区的氟化硅片表面进行夹心免疫反应，来验证非离子表面活性 剂对蛋白质在氟化单分子层上的非特异性吸附的抑制效果。具体操作为在羊抗人IgG点 样分区的表面依次滴加人-IgG的PBS溶液，羊抗人IgG的PBS溶液和CdSe量子点标记亲和 素的PBS溶液，其中每种蛋白质溶液均含有5X (v : v)的吐温20和0. 01% (v : v)的聚 乙二醇200作为非特异性吸附的抑制剂。反应条件与操作方式为37t:气浴下，在分区表面 每滴加一种蛋白质溶液就反应1小时；每种蛋白质反应结束后，使用含有上述抑制剂的PBS 冲洗硅片，然后再加入下一种蛋白质反应。 最后使用荧光显微镜在紫外激发下，可以观测到氟化表面能够很好的抑制蛋白质
非特异性吸附。 实施例31 在实施例2氟化硅片表面采用磷酸缓冲液配制的羊抗人IgG溶液进行点样分区， pH = 7. 4。点样分区的环境条件为60% 90%相对湿度，30"。点样之后，温育30分钟。 这样可以通过氟化表面强的疏水相互作用力将羊抗人IgG吸附在氟化硅片表面，然后使用 含有1% (v : v)的吐温80和0. 5% (v : v)聚乙二醇1000的混合非离子表面活性剂的 PBS溶液冲洗点样分区的表面。 接着在上述点样分区的氟化硅片表面进行夹心免疫反应，来验证非离子表面活性 剂对蛋白质在氟化单分子层上的非特异性吸附的抑制效果。具体操作为在羊抗人IgG点 样分区的表面依次滴加人-IgG的PBS溶液，羊抗人IgG的PBS溶液和CdSe量子点标记亲和 素的PBS溶液，其中每种蛋白质溶液均含有1% (v : v)的吐温80和0. 5% (v : v)聚乙 二醇IOOO作为非特异性吸附的抑制剂。反应条件与操作方式为37t:气浴下，在分区表面 每滴加一种蛋白质溶液就反应1小时；每种蛋白质反应结束后，使用含有上述抑制剂的PBS 冲洗硅片，然后再加入下一种蛋白质反应。 最后使用荧光显微镜在紫外激发下，可以观测到氟化表面能够很好的抑制蛋白质
非特异性吸附。 实施例32 在实施例2氟化硅片表面采用磷酸缓冲液配制的羊抗人IgG溶液进行点样分区， pH = 7. 4。点样分区的环境条件为60% 90%相对湿度，30"。点样之后，温育30分钟。 这样可以通过氟化表面强的疏水相互作用力将羊抗人IgG吸附在氟化硅片表面，然后使用 含有5% (v : v)的吐温80和0.01% (v : v)聚乙二醇1000的混合非离子表面活性剂的 PBS溶液冲洗点样分区的表面。 接着在上述点样分区的氟化硅片表面进行夹心免疫反应，来验证非离子表面活性 剂对蛋白质在氟化单分子层上的非特异性吸附的抑制效果。具体操作为在羊抗人IgG点 样分区的表面依次滴加人-IgG的PBS溶液，羊抗人IgG的PBS溶液和CdSe量子点标记亲和素的PBS溶液，其中每种蛋白质溶液均含有5X (v : v)的吐温80和0.01% (v : v)聚乙
二醇1000作为非特异性吸附的抑制剂。反应条件与操作方式为37t:气浴下，在分区表面
每滴加一种蛋白质溶液就反应1小时；每种蛋白质反应结束后，使用含有上述抑制剂的PBS 冲洗硅片，然后再加入下一种蛋白质反应。 最后使用荧光显微镜在紫外激发下，可以观测到氟化表面能够很好的抑制蛋白质
非特异性吸附。 实施例33 在实施例2氟化硅片表面采用磷酸缓冲液配制的羊抗人IgG溶液进行点样分区， pH = 7. 4。点样分区的环境条件为60% 90%相对湿度，30"。点样之后，温育30分钟。 这样可以通过氟化表面强的疏水相互作用力将羊抗人IgG吸附在氟化硅片表面，然后使用 含有0.01% (v : v)的吐温80和5% (v : v)聚乙二醇1000的混合非离子表面活性剂的 PBS溶液冲洗点样分区的表面。 接着在上述点样分区的氟化硅片表面进行夹心免疫反应，来验证非离子表面活性 剂对蛋白质在氟化单分子层上的非特异性吸附的抑制效果。具体操作为在羊抗人IgG点 样分区的表面依次滴加人-IgG的PBS溶液，羊抗人IgG的PBS溶液和CdSe量子点标记亲和 素的PBS溶液，其中每种蛋白质溶液均含有0.01X (v : v)的吐温80和5% (v : v)聚乙 二醇IOOO作为非特异性吸附的抑制剂。反应条件与操作方式为37t:气浴下，在分区表面 每滴加一种蛋白质溶液就反应1小时；每种蛋白质反应结束后，使用含有上述抑制剂的PBS 冲洗硅片，然后再加入下一种蛋白质反应。 最后使用荧光显微镜在紫外激发下，可以观测到氟化表面能够很好的抑制蛋白质
非特异性吸附。 实施例34 在实施例2氟化硅片表面采用磷酸缓冲液配制的羊抗人IgG溶液进行点样分区， pH = 7. 4。点样分区的环境条件为60% 90%相对湿度，30"。点样之后，温育30分钟。 这样可以通过氟化表面强的疏水相互作用力将羊抗人IgG吸附在氟化硅片表面，然后使用 含有1% (v : v)的吐温60和0. 5% (v : v)聚乙二醇800的混合非离子表面活性剂的 PBS溶液冲洗点样分区的表面。 接着在上述点样分区的氟化硅片表面进行夹心免疫反应，来验证非离子表面活性 剂对蛋白质在氟化单分子层上的非特异性吸附的抑制效果。具体操作为在羊抗人IgG点 样分区的表面依次滴加人-IgG的PBS溶液，羊抗人IgG的PBS溶液和CdSe量子点标记亲 和素的PBS溶液，其中每种蛋白质溶液均含有1% (v : v)的吐温60和0. 5% (v : v)聚 乙二醇800作为非特异性吸附的抑制剂。反应条件与操作方式为37t:气浴下，在分区表面 每滴加一种蛋白质溶液就反应1小时；每种蛋白质反应结束后，使用含有上述抑制剂的PBS 冲洗硅片，然后再加入下一种蛋白质反应。 最后使用荧光显微镜在紫外激发下，可以观测到氟化表面能够很好的抑制蛋白质
非特异性吸附。 实施例35 在实施例2氟化硅片表面采用磷酸缓冲液配制的羊抗人IgG溶液进行点样分区， pH = 7. 4。点样分区的环境条件为60% 90%相对湿度，30"。点样之后，温育30分钟。
13这样可以通过氟化表面强的疏水相互作用力将羊抗人IgG吸附在氟化硅片表面，然后使用 含有5% (v : v)的吐温60和0.01% (v : v)聚乙二醇800的混合非离子表面活性剂的 PBS溶液冲洗点样分区的表面。 接着在上述点样分区的氟化硅片表面进行夹心免疫反应，来验证非离子表面活性 剂对蛋白质在氟化单分子层上的非特异性吸附的抑制效果。具体操作为在羊抗人IgG点 样分区的表面依次滴加人-IgG的PBS溶液，羊抗人IgG的PBS溶液和CdSe量子点标记亲 和素的PBS溶液，其中每种蛋白质溶液均含有5X (v : v)的吐温60和0.01% (v : v)聚 乙二醇800作为非特异性吸附的抑制剂。反应条件与操作方式为37t:气浴下，在分区表面 每滴加一种蛋白质溶液就反应1小时；每种蛋白质反应结束后，使用含有上述抑制剂的PBS 冲洗硅片，然后再加入下一种蛋白质反应。 最后使用荧光显微镜在紫外激发下，可以观测到氟化表面能够很好的抑制蛋白质
非特异性吸附。 实施例36 在实施例2氟化硅片表面采用磷酸缓冲液配制的羊抗人IgG溶液进行点样分区， pH = 7. 4。点样分区的环境条件为60% 90%相对湿度，30"。点样之后，温育30分钟。 这样可以通过氟化表面强的疏水相互作用力将羊抗人IgG吸附在氟化硅片表面，然后使用 含有0.01% (v : v)的吐温60和5% (v : v)聚乙二醇800的混合非离子表面活性剂的 PBS溶液冲洗点样分区的表面。 接着在上述点样分区的氟化硅片表面进行夹心免疫反应，来验证非离子表面活性 剂对蛋白质在氟化单分子层上的非特异性吸附的抑制效果。具体操作为在羊抗人IgG点 样分区的表面依次滴加人-IgG的PBS溶液，羊抗人IgG的PBS溶液和CdSe量子点标记亲 和素的PBS溶液，其中每种蛋白质溶液均含有0.01X (v : v)的吐温60和5% (v : v)聚 乙二醇800作为非特异性吸附的抑制剂。反应条件与操作方式为37t:气浴下，在分区表面 每滴加一种蛋白质溶液就反应1小时；每种蛋白质反应结束后，使用含有上述抑制剂的PBS 冲洗硅片，然后再加入下一种蛋白质反应。 最后使用荧光显微镜在紫外激发下，可以观测到氟化表面能够很好的抑制蛋白质
非特异性吸附。 实施例37 在实施例2氟化硅片表面采用磷酸缓冲液配制的羊抗人IgG溶液进行点样分区， pH = 7. 4。点样分区的环境条件为60% 90%相对湿度，30"。点样之后，温育30分钟。 这样可以通过氟化表面强的疏水相互作用力将羊抗人IgG吸附在氟化硅片表面，然后使用 含有1% (v : v)的吐温40和0. 5% (v : v)聚乙二醇600的混合非离子表面活性剂的 PBS溶液冲洗点样分区的表面。 接着在上述点样分区的氟化硅片表面进行夹心免疫反应，来验证非离子表面活性 剂对蛋白质在氟化单分子层上的非特异性吸附的抑制效果。具体操作为在羊抗人IgG点 样分区的表面依次滴加人-IgG的PBS溶液，羊抗人IgG的PBS溶液和CdSe量子点标记亲 和素的PBS溶液，其中每种蛋白质溶液均含有1% (v : v)的吐温40和0. 5% (v : v)聚 乙二醇600作为非特异性吸附的抑制剂。反应条件与操作方式为37t:气浴下，在分区表面 每滴加一种蛋白质溶液就反应1小时；每种蛋白质反应结束后，使用含有上述抑制剂的PBS冲洗硅片，然后再加入下一种蛋白质反应。 最后使用荧光显微镜在紫外激发下，可以观测到氟化表面能够很好的抑制蛋白质
非特异性吸附。 实施例38 在实施例2氟化硅片表面采用磷酸缓冲液配制的羊抗人IgG溶液进行点样分区， pH = 7. 4。点样分区的环境条件为60% 90%相对湿度，30"。点样之后，温育30分钟。 这样可以通过氟化表面强的疏水相互作用力将羊抗人IgG吸附在氟化硅片表面，然后使用 含有5% (v : v)的吐温40和0.01% (v : v)聚乙二醇600的混合非离子表面活性剂的 PBS溶液冲洗点样分区的表面。 接着在上述点样分区的氟化硅片表面进行夹心免疫反应，来验证非离子表面活性 剂对蛋白质在氟化单分子层上的非特异性吸附的抑制效果。具体操作为在羊抗人IgG点 样分区的表面依次滴加人-IgG的PBS溶液，羊抗人IgG的PBS溶液和CdSe量子点标记亲 和素的PBS溶液，其中每种蛋白质溶液均含有5X (v : v)的吐温40和0.01% (v : v)聚 乙二醇600作为非特异性吸附的抑制剂。反应条件与操作方式为37t:气浴下，在分区表面 每滴加一种蛋白质溶液就反应1小时；每种蛋白质反应结束后，使用含有上述抑制剂的PBS 冲洗硅片，然后再加入下一种蛋白质反应。 最后使用荧光显微镜在紫外激发下，可以观测到氟化表面能够很好的抑制蛋白质
非特异性吸附。 实施例39 在实施例2氟化硅片表面采用磷酸缓冲液配制的羊抗人IgG溶液进行点样分区， pH = 7. 4。点样分区的环境条件为60% 90%相对湿度，30"。点样之后，温育30分钟。 这样可以通过氟化表面强的疏水相互作用力将羊抗人IgG吸附在氟化硅片表面，然后使用 含有0.01% (v : v)的吐温40和5% (v : v)聚乙二醇600的混合非离子表面活性剂的 PBS溶液冲洗点样分区的表面。 接着在上述点样分区的氟化硅片表面进行夹心免疫反应，来验证非离子表面活性 剂对蛋白质在氟化单分子层上的非特异性吸附的抑制效果。具体操作为在羊抗人IgG点 样分区的表面依次滴加人-IgG的PBS溶液，羊抗人IgG的PBS溶液和CdSe量子点标记亲 和素的PBS溶液，其中每种蛋白质溶液均含有0.01X (v : v)的吐温40和5% (v : v)聚 乙二醇600作为非特异性吸附的抑制剂。反应条件与操作方式为37t:气浴下，在分区表面 每滴加一种蛋白质溶液就反应1小时；每种蛋白质反应结束后，使用含有上述抑制剂的PBS 冲洗硅片，然后再加入下一种蛋白质反应。 最后使用荧光显微镜在紫外激发下，可以观测到氟化表面能够很好的抑制蛋白质
非特异性吸附。 实施例40 在实施例2氟化硅片表面采用磷酸缓冲液配制的羊抗人IgG溶液进行点样分区， pH = 7. 4。点样分区的环境条件为60% 90%相对湿度，30"。点样之后，温育30分钟。 这样可以通过氟化表面强的疏水相互作用力将羊抗人IgG吸附在氟化硅片表面，然后使用 含有1% (v : v)的吐温20和0. 5% (v : v)聚乙二醇400的混合非离子表面活性剂的 PBS溶液冲洗点样分区的表面。
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接着在上述点样分区的氟化硅片表面进行夹心免疫反应，来验证非离子表面活性 剂对蛋白质在氟化单分子层上的非特异性吸附的抑制效果。具体操作为在羊抗人IgG点 样分区的表面依次滴加人-IgG的PBS溶液，羊抗人IgG的PBS溶液和CdSe量子点标记亲 和素的PBS溶液，其中每种蛋白质溶液均含有1% (v : v)的吐温20和0.5% (v : v)聚 乙二醇400作为非特异性吸附的抑制剂。反应条件与操作方式为37t:气浴下，在分区表面 每滴加一种蛋白质溶液就反应1小时；每种蛋白质反应结束后，使用含有上述抑制剂的PBS 冲洗硅片，然后再加入下一种蛋白质反应。 最后使用荧光显微镜在紫外激发下，可以观测到氟化表面能够很好的抑制蛋白质
非特异性吸附。 实施例41 在实施例2氟化硅片表面采用磷酸缓冲液配制的羊抗人IgG溶液进行点样分区， pH = 7. 4。点样分区的环境条件为60% 90%相对湿度，30"。点样之后，温育30分钟。 这样可以通过氟化表面强的疏水相互作用力将羊抗人IgG吸附在氟化硅片表面，然后使用 含有5% (v : v)的吐温20和0.01% (v : v)聚乙二醇400的混合非离子表面活性剂的 PBS溶液冲洗点样分区的表面。 接着在上述点样分区的氟化硅片表面进行夹心免疫反应，来验证非离子表面活性 剂对蛋白质在氟化单分子层上的非特异性吸附的抑制效果。具体操作为在羊抗人IgG点 样分区的表面依次滴加人-IgG的PBS溶液，羊抗人IgG的PBS溶液和CdSe量子点标记亲 和素的PBS溶液，其中每种蛋白质溶液均含有5X (v : v)的吐温20和0.01% (v : v)聚 乙二醇400作为非特异性吸附的抑制剂。反应条件与操作方式为37t:气浴下，在分区表面 每滴加一种蛋白质溶液就反应1小时；每种蛋白质反应结束后，使用含有上述抑制剂的PBS 冲洗硅片，然后再加入下一种蛋白质反应。 最后使用荧光显微镜在紫外激发下，可以观测到氟化表面能够很好的抑制蛋白质
非特异性吸附。 实施例42 在实施例2氟化硅片表面采用磷酸缓冲液配制的羊抗人IgG溶液进行点样分区， pH = 7. 4。点样分区的环境条件为60% 90%相对湿度，30"。点样之后，温育30分钟。 这样可以通过氟化表面强的疏水相互作用力将羊抗人IgG吸附在氟化硅片表面，然后使用 含有0.01% (v : v)的吐温40和5% (v : v)聚乙二醇600的混合非离子表面活性剂的 PBS溶液冲洗点样分区的表面。 接着在上述点样分区的氟化硅片表面进行夹心免疫反应，来验证非离子表面活性 剂对蛋白质在氟化单分子层上的非特异性吸附的抑制效果。具体操作为在羊抗人IgG点 样分区的表面依次滴加人-IgG的PBS溶液，羊抗人IgG的PBS溶液和CdSe量子点标记亲 和素的PBS溶液，其中每种蛋白质溶液均含有0.01X (v : v)的吐温20和5% (v : v)聚 乙二醇400作为非特异性吸附的抑制剂。反应条件与操作方式为37t:气浴下，在分区表面 每滴加一种蛋白质溶液就反应1小时；每种蛋白质反应结束后，使用含有上述抑制剂的PBS 冲洗硅片，然后再加入下一种蛋白质反应。 最后使用荧光显微镜在紫外激发下，可以观测到氟化表面能够很好的抑制蛋白质 非特异性吸附。
实施例43 在实施例1氟化硅片表面进行紫外光刻分区。 如图2所示，具体操作为在修饰有氟化单分子层膜的硅片表面旋涂一层正性光 刻胶，厚度为1. 650±0. 05 ii m ;掩模曝光，显影，定影，液清硅片表面。然后对上述显影分 区的硅片进行氧气等离子体处理5分钟，除去曝光区域下氟化单分子层处重新形成羟基表 面，然后使用无水乙醇除去未曝光区域余下的光刻胶，得到区域羟基化的硅片。
对上述得到的区域羟基化的硅片进行化学修饰和蛋白质修饰。
(1)、氨基化处理 配置5% (v : v)的APTES无水乙醇溶液，将上述硅片放入溶液中恒温气浴2h，温 度为3(TC。反应结束之后，使用无水乙醇将硅片清洗，^干燥。 [OMO] (2)、羧基化处理 配置50mg/ml对-醛基苯甲酸的DMF溶液，将上述氨基化处理的硅片在3(TC恒温 气浴条件下反应0. 5小时；反应结束使用DMF冲洗硅片，N2干燥。可以得到羧基化的硅片。
(3)、活化羧基处理 然后将硅片放置在含有0. 1M 1-乙基-3- (3- 二甲基氨丙基)_碳化二亚胺(EDC) 和0. 2M N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的磷酸缓冲溶液(pH = 7. 2)中反应30分钟，活化羧基。 反应后使用PBS冲洗硅片。
(4)、蛋白质反应 在上述光刻分区的硅片表面进行夹心免疫反应，来验证非离子表面活性剂对蛋白 质在氟化单分子层上的非特异性吸附的抑制效果。具体操作为在硅片表面依次滴加羊抗 人-IgG的PBS溶液，人-IgG的PBS溶液，羊抗人IgG的PBS溶液和量子点标记亲和素的 PBS溶液，其中每种蛋白质溶液均含有0. 5%的吐温80和0. 25%的PEG300作为非特异性吸 附的抑制剂。反应条件与操作方式为37t:气浴下，在分区表面每滴加一种蛋白质溶液就反 应1小时；每种蛋白质反应结束后，使用含有上述抑制剂的PBS冲洗硅片，然后再加入下一 种蛋白质反应。 最后使用荧光显微镜在紫外激发下，可以观测到氟化表面能够很好的抑制蛋白质
非特异性吸附，如图3。 实施例44 在实施例15羧基化硅片表面采用0.4M 1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二 亚胺(EDC)和0. 2M N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的磷酸缓冲溶液(pH = 7. 2)进行点样分区； 环境条件为30% 50%相对湿度，251:。点样之后，25t:温育30分钟。点样区域的羧基就 EDC/NHS被活化了，能够和蛋白质反应从而将蛋白质通过共价键固定在羧基化硅片表面； 而没有点样的部分依然是羧基，能够在抑制剂的作用下起到抑制效果。
接着在上述分区羧基化硅片表面依次滴加人-IgG的PBS溶液，羊抗人IgG的PBS 溶液和CdSe量子点标记亲和素的PBS溶液，其中含有1 %的吐温20和0. 5%的PEG200作 为非特异性吸附的抑制剂。反应条件与操作过程37t:气浴下，每加入一种蛋白质溶液反应 1小时；每种蛋白质反应结束后，使用含有上述抑制剂的PBS冲洗硅片，然后再加入下一种 蛋白质反应。 最后使用荧光显微镜在紫外激发下，可以观测到氟化表面没有点样的部分能够很好的抑制蛋白质非特异性吸附。
实施例45 在实施例16羧基化硅片表面采用0.4M 1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二 亚胺(EDC)和0. 2M N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)的磷酸缓冲溶液(pH = 7. 2)进行点样分区； 环境条件为40% 50%相对湿度，251:。点样之后，25t:温育60分钟。点样区域的羧基 就EDC/NHS被活化了 ，能够和蛋白质反应从而将蛋白质通过共价键固定在硅片表面；而没 有点样的部分依然是羧基，能够在抑制剂的作用下起到抑制效果。 接着在上述分区羧基化硅片表面依次滴加人-IgG的PBS溶液，羊抗人IgG的PBS 溶液和CdSe量子点标记亲和素的PBS溶液，其中含有0. 5%的吐温20和0. 1 %的PEG200 作为非特异性吸附的抑制剂。反应条件与操作过程37t:气浴下，每加入一种蛋白质溶液反 应1小时；每种蛋白质反应结束后，使用含有上述抑制剂的PBS冲洗硅片，然后再加入下一 种蛋白质反应。 最后使用荧光显微镜在紫外激发下，可以观测到氟化表面没有点样的部分能够很 好的抑制蛋白质非特异性吸附。
权利要求
一种抑制固体材料表面非特异性吸附的方法，其特征是在固体材料表面修饰有一层氟化单分子层膜或者羧基化单分子层膜，然后使用混合的非离子表面活性剂配制的含有生物大分子的缓冲液时，生物大分子能够在混合的非离子表面活性剂和氟化单分子膜或羧基化单分子膜的协同作用下抑制缓冲液中生物大分子在固体材料表面的非特异性吸附。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征是固体材料表面修饰的氟化单分子层膜是在温度为80 15(TC下，将清洗干净的固体材料放置在氟化试剂的气相氛围中反应10秒 24小时，取出后使用无水乙醇清洗所得固体材料表面，用氮气流吹干，氟化试剂通过共价反 应在固体材料表面形成氟化单分子层膜。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征是固体材料表面修饰的羧基化单分子层膜是配置体积百分比浓度为1 15%的3-氨基丙基三乙氧基硅烷无水乙醇溶液，将清洗干净的 固体材料放入该溶液中恒温反应0. 5 24小时，温度为20 40°C ，得到在固体材料表面修 饰一层伯氨；然后使用O. l 50mg/ml的羧基化试剂的二甲基甲酰胺溶液，将上述氨基化处 理的固体材料在温度为20 4(TC恒温条件下反应0. 5 24小时，羧基化试剂通过共价反 应在固体材料表面形成羧基化单分子层膜。
4. 根据权利要求2所述的方法，其特征是所述的氟化试剂是CF3(CF》m(CH》nSiXiYj或 CF3 (CF2)m (CH2)nZ ;其中，CF3 (CF2)m (CH2)^iX^j含有末端活性官能团X和Y，X或Y是甲氧基、 乙氧基、氯或异氰基，m二 2 lO，n = 0 5，i = 0 3， j = 0 3并且i+j = 3 ;CF3(CF2) m(CH2)nZ， Z为巯基、溴、碘、烯烃基、炔烃基、酰氯、环氧基或苯硝基，并且m二 2 10， n = 0 5。
5. 根据权利要求3所述的方法，其特征是所述的羧基化试剂具有双官能团，H00C-(C6H4)m(CH2)n-X，一段是羧基末端，另一段是能够与固体材料表面偶联的活性官能团X， X是乙氧基、醛基、氯、巯基、异氰基、烯烃基、炔烃基、酰氯、环氧基或苯硝基，m = 0 2， n = 0 5。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的混合的非离子表面活性剂是溶解在 磷酸盐或者氨基丁三醇缓冲液中的吐温和聚乙二醇的混合物，其中，吐温占总溶液体积的0. 01% 5%，聚乙二醇占总溶液体积的0. 01% 5% ;溶液的pH为5 8. 5。
7. 根据权利要求6所述的方法，其特征是所述的吐温是吐温20、吐温40、吐温60或 吐温80 ;所述的聚乙二醇是聚乙二醇200、聚乙二醇300、聚乙二醇400、聚乙二醇600、聚乙二醇 800或聚乙二醇1000。
8. 根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的生物分子为蛋白质、核酸、多肽、细菌 或细胞。
9. 根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征是所述的固体材料为氮化硅、二氧化 硅、单晶硅、碳化硅、玻璃、金刚石、金属或塑料。
10. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征是所述的氟化单分子层膜与水的接触角 大于90度，在氟化单分子层膜表面通过针点样的方法能形成图案。
全文摘要
本发明涉及抑制固体材料表面非特异性吸附的方法，特别是在氟化单分子层表面或羧基化单分子层表面结合非离子表面活性剂的使用来解决生物大分子、细菌、细胞等的非特异性吸附问题。本发明是在固体材料表面修饰有一层氟化单分子层膜或者羧基化单分子层膜，然后使用混合的非离子表面活性剂配制的含有生物大分子的缓冲液时，生物大分子能够在混合的非离子表面活性剂和氟化单分子膜或羧基化单分子膜的协同作用下抑制缓冲液中生物大分子在固体材料表面的非特异性吸附。本发明通过非离子表面活性剂、氟化表面或者羧基化表面的配合使用，可以简便、有效、快速的制备大量生物大分子微阵列检测器件，易于操作，成本低，适应于大批量生产。
文档编号G01N33/48GK101745495SQ20081023961
公开日2010年6月23日 申请日期2008年12月12日 优先权日2008年12月12日
发明者胡科家, 陈志峰, 高云华 申请人:中国科学院理化技术研究所