CN114685699B - 蛋白质引发剂及其制备方法和应用 - Google Patents

蛋白质引发剂及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种蛋白质引发剂及其制备方法和应用。蛋白质引发剂，具有通式(I)所示结构：其中，P为蛋白质，R中含有引发剂基团。本发明上述技术方案的蛋白质引发剂含有蛋白质和引发剂基团，一方面，上述蛋白质为β折叠结构，这赋予了上述蛋白质引发剂与材料的粘附特性，有利于后续对材料表面进行改性；另一方面，由于上述蛋白质引发剂含有引发剂基团，因而能够引发具有不同功能的亲水单体进行聚合，赋予材料表面不同的功能。上述整体有利于实现材料表面聚合物的接枝改性，无需对材料表面进行预处理，降低了在材料表面接枝聚合物刷的工艺复杂度。

Description

蛋白质引发剂及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及生物医用功能高分子材料技术领域，特别是涉及一种蛋白质引发剂及其制备方法和应用。
背景技术
具有特定生物学功能的表面在生物医学领域有着重要的应用，特别是在需要减少非特异性蛋白质吸附和细胞粘附的情况下，例如对于假体、人工心脏、透析膜、体外循环管道等与人体血液接触的装置或器件，表面的功能特性能够减少在临床应用过程中导致的血栓和感染问题，改善患者的临床体验，降低发病率和死亡率。而对于生物传感应用中，最小化非特异性结合也很重要，因为非特异性吸附可能产生错误反应，从而降低设备的检测特异性和灵敏度。
为了赋予材料表面以特定的生物功能，材料表面功能化的方式应运而生。其中，在材料表面接枝聚合物刷是一种比较常用和有效的表面改性方法。该法将聚合物的一端通过物理或化学作用修饰到基材表面，在表面形成一种长链聚合物覆盖的结构，通过改变接枝聚合物的结构和种类，在保持材料整体性能的前提下，赋予材料不同的功能，如亲疏水性、生物相容性、抗污性能、抗菌性能和抗凝性能等。
传统的在材料表面接枝聚合物刷的方法为先对基材表面进行活化处理，例如紫外线照射、等离子体或强氧化化学品处理等，之后再在基材表面接枝聚合物刷。这导致了传统方法的工艺比较复杂，不利于应用。
发明内容
基于此，有必要针对如何降低传统在材料表面接枝聚合物刷的工艺复杂度的问题，提供一种蛋白质引发剂及其制备方法和应用。
一种蛋白质引发剂，具有通式(I)所示结构：
其中，P为蛋白质，R中含有引发剂基团。
本发明上述技术方案的蛋白质引发剂含有蛋白质和引发剂基团，一方面，上述蛋白质为β折叠结构，这赋予了上述蛋白质引发剂与材料的粘附特性，有利于后续对材料表面进行改性；另一方面，由于上述蛋白质引发剂含有引发剂基团，因而能够引发具有不同功能的亲水单体进行聚合，赋予材料表面不同的功能。上述整体有利于实现材料表面聚合物的接枝改性，无需对材料表面进行预处理，降低了在材料表面接枝聚合物刷的工艺复杂度。
在其中一个实施例中，所述R具有通式(II)或者通式(III)所示结构：
其中，A1与A2独立选自：单键、烯基、炔基、酰基、酰胺基、羰基、砜基、胺基、酯基、取代或未取代的碳原子数为1～60的烷基、或取代或未取代的碳原子数为1～60的烷氧基、或取代或未取代的碳原子数为1～60的硫代烷氧基、取代或未取代的具有5～40个环原子的芳香基团、与取代或未取代的具有5～40个环原子的杂芳香基团中的至少一种；
R1与R2独立选自：Br或者Cl。
在其中一个实施例中，所述A1或者所述A2具有通式(IV)所示结构：
其中，n取自1～4中的整数。
一种蛋白质引发剂的制备方法，包括如下步骤：
将分子中含有二硫键的蛋白质与还原剂溶于缓冲溶液中，得到第一溶液；
将含有引发剂基团的二溴取代马来酰亚胺衍生物溶于有机溶剂中，得到第二溶液；以及
将所述第一溶液与所述第二溶液混合均匀，反应完全之后得到蛋白质引发剂。
本发明上述技术方案的蛋白质引发剂的制备方法工艺简单，还原剂能够打开蛋白质结构中的二硫键，形成自由巯基，使蛋白质由α螺旋结构向β折叠结构转变，β折叠结构蛋白质具有“一步”自组装的性能，进而将含有引发剂基团的二溴取代马来酰亚胺衍生物接枝到蛋白质上。有利于后续对材料表面进行改性，例如实现表面聚合物的接枝改性，降低了在材料表面接枝聚合物刷的工艺复杂度。
在其中一个实施例中，所述分子中含有二硫键的蛋白质选自溶菌酶、白蛋白、大豆蛋白与乳清蛋白蛋白中的至少一种；和/或
所述还原剂选自三(2-羧乙基)膦、巯基乙醇、二硫苏糖醇和还原性谷胱甘肽中的至少一种；和/或
所述含有引发剂基团的二溴取代马来酰亚胺衍生物具有通式(V)或者通式(VI)所示结构：
其中，R1与RR2独立选自：Br或者Cl；n取自1～4中的整数；和/或
所述第一溶液中，所述分子中含有二硫键的蛋白质的浓度为0.1mg/mL～100mg/mL；所述还原剂的浓度为0.1mg/mL～30mg/mL；和/或
所述第二溶液中，所述含有引发剂基团的二溴取代马来酰亚胺衍生物的浓度为0.5mg/mL～100mg/ml；和/或
所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、二甲基甲酰胺与二甲亚砜中的至少一种；和/或
所述缓冲溶液选自磷酸盐缓冲液、乙酸盐缓冲液、柠檬酸盐缓冲液、磺酸盐缓冲液和碳酸盐缓冲液中的至少一种；和/或
反应完全的条件为：维持反应温度为0℃～30℃，维持反应时间为0.5h～6h。
一种蛋白质引发剂涂层的制备方法，包括如下步骤：
将分子中含有二硫键的蛋白质与还原剂溶于缓冲溶液中，得到第一溶液；
将含有引发剂基团的二溴取代马来酰亚胺衍生物溶于有机溶剂中，得到第二溶液；
将所述第一溶液与所述第二溶液混合均匀，得到混合溶液；以及
将所述混合溶液涂覆于基材的表面，反应完全后在所述基材的表面形成蛋白质引发剂涂层。
本发明上述技术方案的蛋白质引发剂涂层的制备方法工艺简单，还原剂能够打开蛋白质结构中的二硫键，形成自由巯基，使蛋白质由α螺旋结构向β折叠结构转变，β折叠结构蛋白质具有“一步”自组装的性能，进而将含有引发剂基团的二溴取代马来酰亚胺衍生物接枝到蛋白质上。有利于后续对材料表面进行改性，例如实现表面聚合物的接枝改性，降低了在材料表面接枝聚合物刷的工艺复杂度。
在其中一个实施例中，所述分子中含有二硫键的蛋白质选自溶菌酶、白蛋白、大豆蛋白与乳清蛋白蛋白中的至少一种；和/或
所述还原剂选自三(2-羧乙基)膦、巯基乙醇、二硫苏糖醇和还原性谷胱甘肽中的至少一种；和/或
所述含有引发剂基团的二溴取代马来酰亚胺衍生物具有通式(V)或者通式(VI)所示结构：
其中，R1与R2独立选自：Br或者Cl；n取自1～4中的整数；和/或
所述第一溶液中，所述分子中含有二硫键的蛋白质的浓度为0.1mg/mL～100mg/mL；所述还原剂的浓度为0.1mg/mL～30mg/mL；
所述第二溶液中，所述含有引发剂基团的二溴取代马来酰亚胺衍生物的浓度为0.5mg/mL～100mg/ml；和/或
所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、二甲基甲酰胺与二甲亚砜中的至少一种；和/或
所述缓冲溶液选自磷酸盐缓冲液、乙酸盐缓冲液、柠檬酸盐缓冲液、磺酸盐缓冲液和碳酸盐缓冲液中的至少一种；和/或
反应完全的条件为：维持反应温度为0℃～30℃，维持反应时间为0.5h～6h。
一种蛋白质引发剂涂层，采用上述任一的蛋白质引发剂涂层的制备方法制备得到。
采用上述蛋白质引发剂涂层的制备方法制备得到的蛋白质引发剂涂层能够粘附在多种有机或者无机材料的表面，普适性强。还有利于后续对材料表面进行改性，例如实现表面聚合物的接枝改性，降低了在材料表面接枝聚合物刷的工艺复杂度。
一种具有蛋白质引发剂涂层的涂覆制品，包括基材和上述的蛋白质引发剂涂层，所述蛋白质引发剂涂层设于所述基材上。
上述具有蛋白质引发剂涂层的涂覆制品后续可直接与亲水单体进行聚合反应，从而在基材表面接枝聚合物刷，无需对基材表面进行预处理，降低了工艺复杂度。
一种蛋白质-聚合物偶联物的制备方法，包括如下步骤：
向配体水溶液中通入保护气体除氧，之后加入催化剂发生络合反应，得到含有络合产物的溶液；
将上述任一的蛋白质引发剂和亲水单体溶于水中，混合均匀之后通入保护气体除氧，得到混合溶液；以及
将所述混合溶液与所述含有络合产物的溶液混合均匀，反应完全之后分离并干燥，得到蛋白质-聚合物偶联物。
上述蛋白质-聚合物偶联物的制备方法工艺简单，蛋白质引发剂可以引发不同功能的亲水单体通过单电子转移活性自由基聚合工艺聚合，得到具有不同功能的蛋白质-聚合物偶联物。
在其中一个实施例中，所述配体水溶液选自三(2-二甲氨基乙基)胺溶液、联二吡啶溶液、五甲基二亚乙基三胺溶液与六甲基三乙烯四胺溶液中的一种；和/或
所述催化剂选自溴化亚铜与氯化亚铜中的至少一种；和/或
所述亲水单体选自聚乙二醇甲醚丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱与N-异丙基丙烯酰胺中的至少一种；和/或
所述配体水溶液中的配体与所述催化剂的摩尔比为(1～2)：1；和/或
反应完全的条件为：维持反应温度为0℃～70℃，维持反应时间为2h～8h。
一种蛋白质-聚合物偶联物，采用上述的蛋白质-聚合物偶联物的制备方法制备得到。
采用上述蛋白质-聚合物偶联物的制备方法，能够制备得到具有不同功能的蛋白质-聚合物偶联物。
一种改性蛋白质-聚合物偶联物涂层的制备方法，包括如下步骤：
将上述的蛋白质-聚合物偶联物与二硫键还原剂分别溶于缓冲溶液中，分别得到第一溶液和第二溶液；
将所述第一溶液与所述第二溶液混合均匀，得到混合溶液；以及
将所述混合溶液涂覆于基材的表面，反应完全后在所述基材的表面形成改性蛋白质-聚合物偶联物涂层。
上述改性蛋白质-聚合物偶联物涂层的制备方法能够在基材的气液界面形成一层纳米薄膜，实现对材料改性的目的，且普适性较强。
在其中一个实施例中，所述第一溶液中，所述蛋白质-聚合物偶联物的浓度为2mg/mL～10mg/mL；和/或
所述第二溶液中，所述二硫键还原剂的浓度为1mg/mL～20mg/mL；和/或
所述二硫键还原剂选自三(2-羧乙基)膦、巯基乙醇、二硫苏糖醇和还原性谷胱甘肽中的至少一种；和/或
所述缓冲溶液选自磷酸盐缓冲液、乙酸盐缓冲液、柠檬酸盐缓冲液、磺酸盐缓冲液和碳酸盐缓冲液中的至少一种；和/或
所述第一溶液与所述第二溶液的体积比为1：1。
一种改性蛋白质-聚合物偶联物涂层，采用上述的制备方法制备得到。
上述改性蛋白质-聚合物偶联物涂层中含有若干β折叠结构蛋白质基团，具有“一步”自组装的性能，从而可以进一步接枝具有不同功能的二溴取代马来酰亚胺衍生物，实现表面聚合物的接枝改性。
一种具有改性蛋白质-聚合物偶联物涂层的涂覆制品，包括基材和上述的改性蛋白质-聚合物偶联物涂层，所述改性蛋白质-聚合物偶联物涂层设于所述基材上。
上述具有改性蛋白质-聚合物偶联物涂层的涂覆制品可以进一步接枝具有不同功能的二溴取代马来酰亚胺衍生物，实现对材料改性的目的。
一种聚合物刷的制备方法，包括如下步骤：
将配体、催化剂、亲水单体与水混合均匀，之后通入保护气体除氧，得到混合溶液；以及
将所述混合溶液涂敷于上述的具有蛋白质引发剂涂层的涂覆制品的表面，反应完全后在所述基材的表面形成聚合物刷。
上述聚合物刷的制备方法直接将混合溶液涂敷于上述的具有蛋白质引发剂涂层的涂覆制品的表面，工艺简单，无需对材料表面进行预处理，降低了在材料表面接枝聚合物刷的工艺复杂度。
在其中一个实施例中，所述配体选自三(2-二甲氨基乙基)胺、联二吡啶、五甲基二亚乙基三胺与六甲基三乙烯四胺中的一种；和/或
所述催化剂选自溴化亚铜与氯化亚铜中的至少一种；和/或
所述亲水单体选自聚乙二醇甲醚丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱与N-异丙基丙烯酰胺中的至少一种；和/或
所述配体与所述催化剂的摩尔比为(1～2)：1；和/或
反应完全的条件为：在保护气体氛围下，维持反应温度为0℃～70℃，维持反应时间为2h～8h。
一种聚合物刷，采用上述的聚合物刷的制备方法制备得到。
采用上述聚合物刷的制备方法，能够制备得到具有不同功能的聚合物刷。
一种具有聚合物刷的涂覆制品，包括基材和上述的聚合物刷，所述聚合物刷设于所述基材上。
上述具有聚合物刷的涂覆制品可以赋予基材表面不同的性能，普适性强，具有广阔的应用前景。
一种聚合物刷的制备方法，包括如下步骤：
将上述任一的蛋白质引发剂、配体、催化剂、亲水单体与水混合均匀，之后通入保护气体除氧，得到混合溶液；以及
将所述混合溶液涂敷于基材的表面，反应完全后在所述基材的表面形成聚合物刷。
上述聚合物刷的制备方法直接将包含所有原料的混合溶液涂敷于基材的表面，工艺简单，无需对材料表面进行预处理，降低了在材料表面接枝聚合物刷的工艺复杂度。
在其中一个实施例中，所述配体选自三(2-二甲氨基乙基)胺、联二吡啶、五甲基二亚乙基三胺与六甲基三乙烯四胺中的一种；和/或
所述催化剂选自溴化亚铜与氯化亚铜中的至少一种；和/或
所述亲水单体选自聚乙二醇甲醚丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱与N-异丙基丙烯酰胺中的至少一种；和/或
所述配体与所述催化剂的摩尔比为(1～2)：1；和/或
反应完全的条件为：维持反应温度为0℃～70℃，维持反应时间为2h～8h。
一种聚合物刷，采用上述的聚合物刷的制备方法制备得到。
采用上述聚合物刷的制备方法，能够制备得到具有不同功能的聚合物刷。
一种具有聚合物刷的涂覆制品，包括基材和上述的聚合物刷，所述聚合物刷设于所述基材上。
上述具有聚合物刷的涂覆制品可以赋予基材表面不同的性能，普适性强，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例1中二溴马来酰亚胺衍生物的核磁氢谱图；
图2为本发明实施例6～9的具有改性蛋白质-聚合物偶联物涂层的涂覆制品表面的蛋白吸附与对比例1的PVC导管表面的蛋白吸附的对比图；
图3为本发明实施例10～16的具有改性蛋白质-聚合物偶联物涂层的涂覆制品表面的蛋白吸附与对比例2～8的各基材表面的蛋白吸附的对比图；
图4本发明实施例18～22的具有聚合物刷的涂覆制品表面的蛋白吸附与对比例1、3～5和8的各基材表面的蛋白吸附的对比图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明中术语“取代或未取代”意味着随后所描述地事件或环境可以但不必发生，该说明包括该事件或环境发生或不发生地场合。例如，“取代或未取代烷基”意味着烷基上可进一步被取代，也可不被取代。
进一步地，当本发明的取代基可进一步被取代时，可以被以下基团取代：烷基、环烷基、烷氧基、杂环基、芳基、杂芳基、硅烷基、酮基、羰基、羧基、酯基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨基、氰基、氨基甲酰基、卤甲酰基、异氰基、异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、羟基、硝基或卤素。
更进一步，可以被以下基团取代：C1-6烷基、3-8元环烷基、C1-6烷氧基、3-8元杂环基、5-10元芳基、5-10元杂芳基、硅烷基、酮基、羰基、羧基、酯基、烷氧基羰基、芳氧基羰基、氨基、氰基、氨基甲酰基、卤甲酰基、异氰基、异氰酸酯基、硫氰酸酯基、异硫氰酸酯基、羟基、硝基或卤素。
“烷基”是指饱和脂肪族烃基，包括直链和支链基团。C1-C6烷基是指含有1至6个碳原子的烷基。非限定性实施例包括：甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、正戊基、1,1-二甲基丙基、1,2-二甲基丙基、2,2-二甲基丙基、1-乙基丙基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、正己基、1-乙基-2-甲基丙基、1,1,2-三甲基丙基、1,1-二甲基丁基、1,2-二甲基丁基、2,2-二甲基丁基、1,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基、2,3-二甲基丁基。C1-C4烷基是指含有1至4个碳原子的烷基。在一实施例中，C1-C4烷基为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基。烷基可以是取代的或未取代的，当被取代时，取代基可以在任何可使用的连接点上被取代。
“环烷基”指饱和或部分不饱和单环或多环环状烃基取代基。3-8元环烷基是指包括3至8个碳原子。在一实施例中，3-8元单环环烷基为环丙基、环丁基、环戊基、环戊烯基、环己基、环己烯基、环己二烯基、环庚基、环庚三烯基、环辛基等。多环环烷基包括螺环、稠环和桥环的环烷基。环烷基可以是任选被一个或一个以上的取代基取代。
“杂环基”指饱和或部分不饱和单环或多环环状烃取代基，其中一个或多个环原子选自氮、氧或S(O)m(其中m是整数0至2)的杂原子，优选氮或氧杂原子；但不包括-O-O-、-O-S-或-S-S-的环部分，其余环原子为碳。4-10元杂环基是指环包含4至10个环原子，其中1～3个是杂原子；优选杂环基环包含5至6个环原子，其中1～2个是杂原子。
“芳香基团”指具有共轭的π电子体系的全碳单环或稠合多环(也就是共享毗邻碳原子对的环)基团，优选为6至10元，更优选苯基和萘基，最优选苯基。芳基环可以稠合于杂芳基、杂环基或环烷基环上，芳基可以是取代的或未取代的。
5-10元“杂芳香基团”指包含1至4个杂原子，5至10个环原子的杂芳族体系，其中杂原子包括氧、硫和氮。杂芳基优选为是5元或6元，例如呋喃基、噻吩基、吡啶基、吡咯基、N-烷基吡咯基、嘧啶基、吡嗪基、咪唑基、四唑基等。杂芳基环可以稠合于芳基、杂环基或环烷基环上，其与母体结构连接在一起的环为杂芳基环。杂芳基可以任选取代或未取代。
本发明中取代基“氨基”包括伯仲叔氨基，具体地，氨基包括-NR10R20，其中，R10和R20为氢原子或任意可选基团，例如：H、取代或未取代的烷基、取代或未取代的支链烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环基、取代或未取代的芳香基团、或取代或未取代的杂芳香基团等。
烷氧基包括-O-(烷基)和-O-(环烷基)。其中烷基、环烷基的定义如上所述。在一实施例中，C1-C4烷氧基为甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、环丙氧基或环丁氧基。烷氧基可以是任选取代的或未取代。
“羰基”是指“-CO-”；“羧基”指-COOH；“酯基”指“-COOR30”，氨基甲酰基指“-CONR30R40”其中R30和R40为任意可选基团，例如：H、取代或未取代的烷基、取代或未取代的支链烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环基、取代或未取代的芳香基团、或取代或未取代的杂芳香基团等。
“硅烷基”指-Si(烷基)3，且与硅相连的三个烷基彼此相同或不相同；“卤素”指氟、氯、溴或碘。
一实施方式的蛋白质引发剂，具有通式(I)所示结构：
其中，P为蛋白质，R中含有引发剂基团。
其中，蛋白质P上还可以接枝有其他功能基团，对R的基团不做限制，只要R中含有引发剂基团即可。
上述实施方式的蛋白质引发剂能够直接粘附在材料表面，且能够引发具有不同功能的亲水单体进行聚合，有利于后续对材料表面进行改性，从而赋予材料表面不同的功能。
在其中一个实施例中，R具有通式(II)或者通式(III)所示结构：
其中，A1与A2独立选自：单键、烯基、炔基、酰基、酰胺基、羰基、砜基、胺基、酯基、取代或未取代的碳原子数为1～60的烷基、或取代或未取代的碳原子数为1～60的烷氧基、或取代或未取代的碳原子数为1～60的硫代烷氧基、取代或未取代的具有5～40个环原子的芳香基团、与取代或未取代的具有5～40个环原子的杂芳香基团中的至少一种；
R1与R2独立选自：Br或者Cl。
其中，当A1或者A2选自上述若干基团中的两种或者两种以上时，A1或者A2为这些基团的组合。
在其中一个实施例中，A1或者A2具有通式(IV)所示结构：
其中，n取自1～4中的整数。
具体的，通式(IV)所示结构中的左侧端基与二溴取代马来酰亚胺基团连接，通式(IV)所示结构中的右侧端基与通式(II)或者通式(III)所示结构中的C原子连接。
本发明上述技术方案的蛋白质引发剂含有蛋白质和引发剂基团，一方面，上述蛋白质为β折叠结构，这赋予了上述蛋白质引发剂与材料的粘附特性，有利于后续对材料表面进行改性；另一方面，由于上述蛋白质引发剂含有引发剂基团，因而能够引发具有不同功能的亲水单体进行聚合，赋予材料表面不同的功能。上述整体有利于实现材料表面聚合物的接枝改性，无需对材料表面进行预处理，降低了在材料表面接枝聚合物刷的工艺复杂度。
一实施方式的蛋白质引发剂的制备方法，包括如下步骤：
S1、将分子中含有二硫键的蛋白质与还原剂溶于缓冲溶液中，得到第一溶液。
将分子中含有二硫键的蛋白质与还原剂混合之后，还原剂能够打开蛋白质结构中的二硫键，形成自由巯基，使蛋白质由α螺旋结构向β折叠结构转变，β折叠结构蛋白质具有“一步”自组装的性能，有利于后续对材料表面进行改性。
在其中一个实施例中，分子中含有二硫键的蛋白质选自溶菌酶、白蛋白、大豆蛋白与乳清蛋白蛋白中的至少一种。
在其中一个实施例中，第一溶液中，分子中含有二硫键的蛋白质的浓度为0.1mg/mL～100mg/mL，优选为0.2mg/mL～30mg/mL，更优选为0.4mg/mL～20mg/mL。
在其中一个实施例中，还原剂选自三(2-羧乙基)膦、巯基乙醇、二硫苏糖醇和还原性谷胱甘肽中的至少一种。在第一溶液中，还原剂均能够打开蛋白质结构中的二硫键，形成巯基，以有利于后续二溴马来酰胺衍生物引发剂的接枝反应。
在其中一个实施例中，第一溶液中，还原剂的浓度为0.1mg/mL～30mg/mL，优选为0.2mg/mL～20mg/mL。上述浓度范围的还原剂与上述浓度范围的蛋白质配合使用，既能使蛋白质充分反应，又能避免用量过多导致蛋白质变性。
在其中一个实施例中，缓冲溶液选自磷酸盐缓冲液、乙酸盐缓冲液、柠檬酸盐缓冲液、磺酸盐缓冲液和碳酸盐缓冲液中的至少一种。
在其中一个实施例中，缓冲溶液的pH值范围优选为4.0～10.0。
S2、将含有引发剂基团的二溴取代马来酰亚胺衍生物溶于有机溶剂中，得到第二溶液。
其中，含有引发剂基团的二溴取代马来酰亚胺衍生物可作为原子转移自由基(ATRP)聚合或者可逆-加成断裂链转移(RAFT)自由基聚合的引发剂使用。含有引发剂基团的二溴取代马来酰亚胺衍生物可以采用二溴取代马来酰亚胺与具有引发剂作用的化合物反应得到，其中，二溴取代马来酰亚胺的前体可以为2,3-二溴马来酰亚胺或者2,3-二溴马来酸酐。
在其中一个实施例中，含有引发剂基团的二溴取代马来酰亚胺衍生物具有通式(V)或者通式(VI)所示结构：
其中，R3与R4独立选自：Br或者Cl；n取自1～4中的整数。
在其中一个实施例中，第二溶液中，含有引发剂基团的二溴取代马来酰亚胺衍生物的浓度为0.5mg/mL～100mg/ml。
在其中一个实施例中，有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、二甲基甲酰胺与二甲亚砜中的至少一种。
S3、将第一溶液与第二溶液混合均匀，反应完全之后得到蛋白质引发剂。
其中，第一溶液与第二溶液混合的过程中，步骤S1得到的自由巯基和步骤S2中的含有引发剂基团的二溴取代马来酰亚胺衍生物发生桥接反应，从而将含有引发剂基团的二溴取代马来酰亚胺衍生物接到蛋白质分子中。
在其中一个实施例中，反应完全的条件为：维持反应温度为0℃～30℃，维持反应时间为4h～6h。
本发明上述技术方案的蛋白质引发剂的制备方法工艺简单，还原剂能够打开蛋白质结构中的二硫键，形成自由巯基，使蛋白质由α螺旋结构向β折叠结构转变，β折叠结构蛋白质具有“一步”自组装的性能，进而将含有引发剂基团的二溴取代马来酰亚胺衍生物接枝到蛋白质上。有利于后续对材料表面进行改性，例如实现表面聚合物的接枝改性，降低了在材料表面接枝聚合物刷的工艺复杂度。
一实施方式的蛋白质引发剂涂层的制备方法，包括如下步骤：
S11、将分子中含有二硫键的蛋白质与还原剂溶于缓冲溶液中，得到第一溶液。
将分子中含有二硫键的蛋白质与还原剂混合之后，还原剂能够打开蛋白质结构中的二硫键，形成自由巯基，使蛋白质由α螺旋结构向β折叠结构转变，β折叠结构蛋白质具有“一步”自组装的性能，有利于后续对材料表面进行改性。
在其中一个实施例中，分子中含有二硫键的蛋白质选自溶菌酶、白蛋白、大豆蛋白与乳清蛋白蛋白中的至少一种。
在其中一个实施例中，第一溶液中，分子中含有二硫键的蛋白质的浓度为0.1mg/mL～100mg/mL，优选为0.2mg/mL～30mg/mL，更优选为0.4mg/mL～20mg/mL。
在其中一个实施例中，还原剂选自三(2-羧乙基)膦、巯基乙醇、二硫苏糖醇和还原性谷胱甘肽中的至少一种。在第一溶液中，还原剂均能够打开蛋白质结构中的二硫键，形成巯基，以有利于后续二溴马来酰胺衍生物引发剂的接枝反应。
在其中一个实施例中，第一溶液中，还原剂的浓度为0.1mg/mL～30mg/mL，优选为0.2mg/mL～20mg/mL。上述浓度范围的还原剂与上述浓度范围的蛋白质配合使用，既能使蛋白质充分反应，又能避免用量过多导致蛋白质变性。
在其中一个实施例中，缓冲溶液选自磷酸盐缓冲液、乙酸盐缓冲液、柠檬酸盐缓冲液、磺酸盐缓冲液和碳酸盐缓冲液中的至少一种。
在其中一个实施例中，缓冲溶液的pH值范围优选为4.0～10.0。
S12、将含有引发剂基团的二溴取代马来酰亚胺衍生物溶于有机溶剂中，得到第二溶液。
其中，含有引发剂基团的二溴取代马来酰亚胺衍生物可作为原子转移自由基(ATRP)聚合或者可逆-加成断裂链转移(RAFT)自由基聚合的引发剂使用。含有引发剂基团的二溴取代马来酰亚胺衍生物可以采用二溴取代马来酰亚胺与具有引发剂作用的化合物反应得到，其中，二溴取代马来酰亚胺的前体可以为2,3-二溴马来酰亚胺或者2,3-二溴马来酸酐。
在其中一个实施例中，含有引发剂基团的二溴取代马来酰亚胺衍生物具有通式(V)或者通式(VI)所示结构：
其中，R3与R4独立选自：Br或者Cl；n取自1～4中的整数。
在其中一个实施例中，第二溶液中，含有引发剂基团的二溴取代马来酰亚胺衍生物的浓度为0.5mg/mL～100mg/ml。
在其中一个实施例中，有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、二甲基甲酰胺与二甲亚砜中的至少一种。
S13、将第一溶液与第二溶液混合均匀，得到混合溶液。
其中，第一溶液与第二溶液混合的过程中，步骤S1得到的自由巯基和步骤S2中的含有引发剂基团的二溴取代马来酰亚胺衍生物发生桥接反应，从而将含有引发剂基团的二溴取代马来酰亚胺衍生物接到蛋白质分子中。
S14、将混合溶液涂覆于基材的表面，反应完全后在基材的表面形成蛋白质引发剂涂层。
其中，涂覆指的是在基材表面盖上一层材料，如用浸渍、喷涂或旋涂等方法在基材表面覆盖一层混合溶液。其中，基材的材料和形状均不限，材料可以为有机材料或者无机材料，形状可以为薄膜、片材、棒、管、模制部件、纤维、织物或者颗粒。
在其中一实施方式中，基材为医疗器械。本发明中“医疗器械”应该解释为广义。医疗器械可以为可植入器械或体外器械。该器械可以短期暂时使用或者长期永久性植入。适合的医疗器械的例子为导管、导丝、内窥镜、喉镜、饲管、引流管、医用导线、避孕套、屏障涂层如用于手套、支架、支架移植物、吻合连接器、体外血导管、薄膜如用于透析、血液过滤器、循环辅助器材、伤口敷料、集尿袋、耳管、眼内晶状体和在微创手术中使用的任何管等。典型的，该医疗器材选自导管、导丝、内窥镜、喉镜、饲管、引流管、医用导线。特别适于用在本发明中的制品包括导管(例如间歇性导管、球囊导管、PTCP导管、支架输送导管)、导丝、导线、注射器、接触镜、医用管和支架及其他其它金属或聚合物基体的植入体。特别地，本发明适用于多种材质导管/导丝，包括聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、硅橡胶、乳胶、聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯等。
一实施方式的将混合溶液涂覆于基材的表面的操作为：将基材浸入步骤S13得到的混合溶液中。
在其中一个实施例中，反应完全的条件为：维持反应温度为0℃～30℃，维持反应时间为0.5h～6h。也就是说，基材在上述混合溶液中于0℃～30℃条件下孵育0.5h～6h。反应结束之后，将基材取出，清洗表面并晾干，得到蛋白质引发剂涂层。
本发明上述技术方案的蛋白质引发剂涂层的制备方法工艺简单，还原剂能够打开蛋白质结构中的二硫键，形成自由巯基，使蛋白质由α螺旋结构向β折叠结构转变，β折叠结构蛋白质具有“一步”自组装的性能，进而将含有引发剂基团的二溴取代马来酰亚胺衍生物接枝到蛋白质上。有利于后续对材料表面进行改性，例如实现表面聚合物的接枝改性，降低了在材料表面接枝聚合物刷的工艺复杂度。
一实施方式的蛋白质引发剂涂层，采用上述任一的蛋白质引发剂涂层的制备方法制备得到。
采用上述蛋白质引发剂涂层的制备方法制备得到的蛋白质引发剂涂层能够粘附在多种有机或者无机材料的表面，普适性强。还有利于后续对材料表面进行改性，例如实现表面聚合物的接枝改性，降低了在材料表面接枝聚合物刷的工艺复杂度。
一实施方式的具有蛋白质引发剂涂层的涂覆制品，包括基材和上述的蛋白质引发剂涂层，蛋白质引发剂涂层设于基材上。具体的，蛋白质引发剂涂层位于基材的表面。
其中，基材的定义如前所述，在此不再赘述。
上述具有蛋白质引发剂涂层的涂覆制品后续可直接与亲水单体进行聚合反应，从而在基材表面接枝聚合物刷，无需对基材表面进行预处理，降低了工艺复杂度。
一实施方式的蛋白质-聚合物偶联物的制备方法，包括如下步骤：
S21、向配体水溶液中通入保护气体除氧，之后加入催化剂发生络合反应，得到含有络合产物的溶液。
其中，保护气体用于除去配体水溶液中的氧气，例如可以为氮气等气体。
在其中一个实施例中，配体水溶液选自三(2-二甲氨基乙基)胺溶液、联二吡啶溶液、五甲基二亚乙基三胺溶液与六甲基三乙烯四胺溶液中的一种。
在其中一个实施例中，催化剂选自溴化亚铜与氯化亚铜中的至少一种。
S22、将上述的蛋白质引发剂和亲水单体溶于水中，混合均匀之后通入保护气体除氧，得到混合溶液。
其中，保护气体用于除去混合溶液中的氧气，例如可以为氮气等气体。
其中，可以根据所需的功能选择对应的亲水单体，例如亲疏水性、生物相容性、抗污性能、抗菌性能和抗凝性能等。
在其中一个实施例中，亲水单体选自聚乙二醇甲醚丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱与N-异丙基丙烯酰胺中的至少一种。
在其中一个实施例中，配体水溶液中的配体与催化剂的摩尔比为(1～2)：1。
S23、将混合溶液与含有络合产物的溶液混合均匀，反应完全之后分离并干燥，得到蛋白质-聚合物偶联物。
步骤S23中，发生单电子转移活性自由基聚合(SET-LRP)反应，反应完全之后将反应液透析并冷冻干燥，得到蛋白质-聚合物偶联物。
在其中一个实施例中，反应完全的条件为：在保护气体氛围下，维持反应温度为0℃～70℃，维持反应时间为2h～8h。其中，保护气体可以为氮气或者其他惰性气体。
需要说明的是，上述制备方法中，对步骤S21与步骤S22的先后顺序不做限制。
上述蛋白质-聚合物偶联物的制备方法工艺简单，蛋白质引发剂可以引发不同功能的亲水单体通过单电子转移活性自由基聚合工艺聚合，得到具有不同功能的蛋白质-聚合物偶联物。
一实施方式的蛋白质-聚合物偶联物，采用上述的蛋白质-聚合物偶联物的制备方法制备得到。
采用上述蛋白质-聚合物偶联物的制备方法，能够制备得到具有不同功能的蛋白质-聚合物偶联物。
一实施方式的改性蛋白质-聚合物偶联物涂层的制备方法，包括如下步骤：
S31、将上述的蛋白质-聚合物偶联物与二硫键还原剂分别溶于缓冲溶液中，分别得到第一溶液和第二溶液。
在其中一个实施例中，第一溶液中，蛋白质-聚合物偶联物的浓度为2mg/mL～10mg/mL。
在其中一个实施例中，第二溶液中，二硫键还原剂的浓度为1mg/mL～20mg/mL。
在其中一个实施例中，二硫键还原剂选自三(2-羧乙基)膦、巯基乙醇、二硫苏糖醇和还原性谷胱甘肽中的至少一种。
在其中一个实施例中，缓冲溶液选自磷酸盐缓冲液、乙酸盐缓冲液、柠檬酸盐缓冲液、磺酸盐缓冲液和碳酸盐缓冲液中的至少一种。缓冲溶液的pH值优选为6～10。
S32、将第一溶液与第二溶液混合均匀，得到混合溶液。
在其中一个实施例中，第一溶液与第二溶液的体积比为1：1。
S33、将混合溶液涂覆于基材的表面，反应完全后在基材的表面形成改性蛋白质-聚合物偶联物涂层。
步骤S33中，可以通过浸涂、旋涂、喷涂、滴加等方式将混合溶液涂覆在基材的表面，在基材的气液界面形成一层纳米薄膜。其中，二硫键还原剂能够还原蛋白质-聚合物偶联物中未被还原的二硫键，生成自由巯基，使蛋白质由α螺旋结构向β折叠结构转变，β折叠结构蛋白质具有“一步”自组装的性能，从而可以进一步接枝具有不同功能的二溴取代马来酰亚胺衍生物，实现表面聚合物的接枝改性。
上述改性蛋白质-聚合物偶联物涂层的制备方法能够在基材的气液界面形成一层纳米薄膜，实现对材料改性的目的，且普适性较强。
一实施方式的改性蛋白质-聚合物偶联物涂层，采用上述任一的制备方法制备得到。
上述改性蛋白质-聚合物偶联物涂层中含有若干β折叠结构蛋白质基团，具有“一步”自组装的性能，从而可以进一步接枝具有不同功能的二溴取代马来酰亚胺衍生物，实现表面聚合物的接枝改性。
一实施方式的具有改性蛋白质-聚合物偶联物涂层的涂覆制品，包括基材和上述的改性蛋白质-聚合物偶联物涂层，改性蛋白质-聚合物偶联物涂层设于基材上。
上述具有改性蛋白质-聚合物偶联物涂层的涂覆制品可以进一步接枝具有不同功能的二溴取代马来酰亚胺衍生物，实现对材料改性的目的。
本发明一实施方式的聚合物刷的制备方法，包括如下步骤：
S41、将配体、催化剂、亲水单体与水混合均匀，之后通入保护气体除氧，得到混合溶液。
其中，保护气体用于除去混合溶液中的氧气，例如可以为氮气等气体。
在其中一个实施例中，配体选自三(2-二甲氨基乙基)胺、联二吡啶、五甲基二亚乙基三胺与六甲基三乙烯四胺中的一种。
在其中一个实施例中，催化剂选自溴化亚铜与氯化亚铜中的至少一种。
在其中一个实施例中，亲水单体选自聚乙二醇甲醚丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱与N-异丙基丙烯酰胺中的至少一种。
S42、将步骤S41得到的混合溶液涂敷于上述的具有蛋白质引发剂涂层的涂覆制品的表面，反应完全后在基材的表面形成聚合物刷。
步骤S42中，上述蛋白质引发剂涂层中的蛋白质引发剂可以引发不同功能的亲水单体通过单电子转移活性自由基聚合工艺聚合，在基材表面形成具有不同功能的聚合物刷。
在其中一个实施例中，配体与催化剂的摩尔比为(1～2)：1。
在其中一个实施例中，反应完全的条件为：维持反应温度为0℃～70℃，维持反应时间为2h～8h。
反应完全之后，可以对具有聚合物刷的基材进行清洗并干燥，得到表面接枝了聚合物刷的材料。
上述聚合物刷的制备方法直接将混合溶液涂敷于上述的具有蛋白质引发剂涂层的涂覆制品的表面，工艺简单，无需对材料表面进行预处理，降低了在材料表面接枝聚合物刷的工艺复杂度。
一实施方式的聚合物刷，其特征在于，采用上述任一的聚合物刷的制备方法制备得到。
采用上述聚合物刷的制备方法，能够制备得到具有不同功能的聚合物刷。
一实施方式的具有聚合物刷的涂覆制品，包括基材和上述的聚合物刷，聚合物刷设于基材上。
上述具有聚合物刷的涂覆制品可以赋予基材表面不同的性能，普适性强，具有广阔的应用前景。
需要说明的是，本发明的聚合物刷的制备方法以及具有聚合物刷的涂覆制品均不限于上述实施方式。
本发明另一实施方式的聚合物刷的制备方法，包括如下步骤：
S51、将上述的蛋白质引发剂、配体、催化剂、亲水单体与水混合均匀，之后通入保护气体除氧，得到混合溶液。
在其中一个实施例中，配体选自三(2-二甲氨基乙基)胺、联二吡啶、五甲基二亚乙基三胺与六甲基三乙烯四胺中的一种。
在其中一个实施例中，催化剂选自溴化亚铜与氯化亚铜中的至少一种。
在其中一个实施例中，亲水单体选自聚乙二醇甲醚丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱与N-异丙基丙烯酰胺中的至少一种。
在其中一个实施例中，配体与催化剂的摩尔比为(1～2)：1。
S52、将混合溶液涂敷于基材的表面，反应完全后在基材的表面形成聚合物刷。
本实施方式中，先将所有原料进行混合之后涂敷于基材的表面，再基材表面反应生成聚合物刷。
在其中一个实施例中，反应完全的条件为：维持反应温度为0℃～70℃，维持反应时间为2h～8h。
上述聚合物刷的制备方法直接将包含所有原料的混合溶液涂敷于基材的表面，工艺简单，无需对材料表面进行预处理，降低了在材料表面接枝聚合物刷的工艺复杂度。
一实施方式的聚合物刷，采用上述的聚合物刷的制备方法制备得到。
采用上述聚合物刷的制备方法，能够制备得到具有不同功能的聚合物刷。
一实施方式的具有聚合物刷的涂覆制品，包括基材和上述的聚合物刷，聚合物刷设于基材上。
上述具有聚合物刷的涂覆制品可以赋予基材表面不同的性能，普适性强，具有广阔的应用前景。
参照上述实施内容，为了使得本申请的技术方案更加具体清楚、易于理解，现对本申请技术方案进行举例，但是需要说明的是，本申请所要保护的内容不限于以下实施例。
实施例1
二溴马来酰亚胺衍生物的制备方法如下：
称取2.98g(10mmol)羟乙基二溴马来酰亚胺溶于20mL二氯甲烷中，向其中滴加2.51g(11mmol)溴异丁酰溴和1.21g(11mmol)三乙胺，室温反应20小时。反应液依次用饱和NaHCO3和去离子水洗涤，有机相用无水硫酸镁干燥；以乙酸乙酯和正己烷为淋洗剂，通过柱层析纯化后得到3.8g淡黄色固体产物，产率84％。对实施例1得到的产物进行核磁共振波谱的测定，得到图1的核磁氢谱：4.31ppm(2H,-CH2)，3.92ppm(2H,-CH2),1.87ppm(6H,-CH3)。
蛋白质引发剂(牛血清白蛋白(BSA)大分子引发剂)的制备方法如下：
将一定量的BSA溶于缓冲液(pH 8.0)，得到浓度为2mg/ml的蛋白溶液，向其中滴加二溴马来酰亚胺衍生物的DMSO溶液(5mg/ml)，在20℃条件下反应2小时；之后将混合溶液转移到透析袋中(截留分子量：50000)透析，冷冻干燥后得到蛋白质引发剂。
实施例2
本实施例提供一种BSA-POEGA偶联物及其制备方法：
(1)称取20mg BSA大分子引发剂和480mg单体OEGA(聚乙二醇甲醚丙烯酸酯)放入反应瓶中，加入5mL超纯水使其完全溶解，通入氮气15min置换反应瓶中的氧气，得到混合溶液。
(2)在圆底烧瓶中加入三(2-二甲氨基乙基)胺(5μL，0.019mmol)和1mL水，通入氮气5min除去瓶中的氧气；在氮气保护下加入CuBr(2.7mg，0.019mmol)并将烧瓶置于冰水浴中，搅拌反应30min，得到含有络合产物的溶液。
(3)将步骤(1)得到的混合溶液通过注射器转移到步骤(2)的烧瓶中，冰浴条件下继续反应3小时；反应结束后，将反应溶液透析(MWCO 50000)2天，冻干后得到固体物质，即为BSA-POEGA偶联物。
实施例3
本实施例提供一种BSA-PHEMA偶联物及其制备方法：
(1)称取20mg BSA大分子引发剂和130mg单体HEMA(甲基丙烯酸羟乙酯)放入反应瓶中，加入3mL超纯水使其完全溶解，通入氮气15min置换反应瓶中的氧气，得到混合溶液。
(2)在圆底烧瓶中加入三(2-二甲氨基乙基)胺(5μL，0.019mmol)和1mL水，通入氮气5min除去瓶中的氧气；在氮气保护下加入CuBr(2.7mg，0.019mmol)并将烧瓶置于冰水浴中，搅拌反应30min，得到含有络合产物的溶液。
(3)将步骤(1)得到的混合溶液通过注射器转移到步骤(2)的烧瓶中，冰浴条件下继续反应3小时；反应结束后，将反应溶液透析(MWCO 50 000)2天，冻干后得到BSA-PHEMA偶联物。
实施例4
本实施例提供一种BSA-PSBMA偶联物及其制备方法：
(1)称取20mg BSA大分子引发剂和160mg单体SBMA(甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱)放入反应瓶中，加入3mL超纯水使其完全溶解，通入氮气15min置换反应瓶中的氧气，得到混合溶液。
(2)在圆底烧瓶中加入三(2-二甲氨基乙基)胺(5μL，0.019mmol)和1mL水，通入氮气5min除去瓶中的氧气；在氮气保护下加入CuBr(2.7mg，0.019mmol)并将烧瓶置于冰水浴中，搅拌反应30min，得到含有络合产物的溶液。
(3)将步骤(1)得到的混合溶液通过注射器转移到步骤(2)的烧瓶中，冰浴条件下继续反应3小时；反应结束后，将反应溶液透析(MWCO 5000)2天，冻干后得到BSA-PSBMA偶联物。
实施例5
本实施例提供一种BSA-PNIPAm偶联物及其制备方法：
(1)称取20mg BSA大分子引发剂和113mg单体NIPAm(N-异丙基丙烯酰胺)放入反应瓶中，加入2mL超纯水使其完全溶解，通入氮气15min置换反应瓶中的氧气，得到混合溶液。
(2)在圆底烧瓶中加入三(2-二甲氨基乙基)胺(5μL，0.019mmol)和1mL水，通入氮气5min除去瓶中的氧气；在氮气保护下加入CuBr(2.7mg，0.019mmol)并将烧瓶置于冰水浴中，搅拌反应30min，得到含有络合产物的溶液。
(3)将步骤(1)得到的混合溶液通过注射器转移到步骤(2)的烧瓶中，冰浴条件下继续反应3小时；反应结束后，将反应溶液透析(MWCO 50000)2天，冻干后得到BSA-PNIPAm偶联物。
实施例6
本实施例提供一种改性蛋白质-聚合物偶联物涂层及其制备方法和涂覆制品：
(1)将30mg实施例2的BSA-POEGA偶联物溶解在6mL超纯水中，加入20mg还原剂TCEP，混合均匀；将PVC导管浸入混合液中，在25℃温度条件下浸泡40min。之后将PVC导管取出，用去离子水冲洗表面，晾干，得到改性BSA-POEGA偶联物涂层及涂覆制品，涂覆制品记为PVC-BSA-POEGA。
实施例7
本实施例与实施例6的区别仅在于：采用实施例3的BSA-PHEMA偶联物替换实施例2的BSA-POEGA偶联物，得到改性BSA-PHEMA偶联物涂层及涂覆制品，涂覆制品记为PVC-BSA-PHEMA。
实施例8
本实施例与实施例6的区别仅在于：采用实施例4的BSA-PSBMA偶联物替换实施例2的BSA-POEGA偶联物，得到改性BSA-PSBMA偶联物涂层及涂覆制品，涂覆制品记为PVC-BSA-PSBMA。
实施例9
本实施例与实施例6的区别仅在于：采用实施例5的BSA-PNIPAm偶联物替换实施例2的BSA-POEGA偶联物，得到改性BSA-PNIPAm偶联物涂层及涂覆制品，涂覆制品记为PVC-BSA-PNIPAm。
实施例10～实施例16
本实施例提供一种改性蛋白质-聚合物偶联物涂层及其制备方法和涂覆制品：
(1)将50mg实施例2的BSA-POEGA偶联物溶解在10mL超纯水中，加入30mg还原剂TCEP，混合均匀；将尼龙(PA)导管浸入混合液中，在25℃温度条件下浸泡40min。之后将导管取出，用去离子水冲洗表面，晾干，得到实施例10的涂覆制品，记为PA-BSA-POEGA。
(2)根据上述方法利用BSA-POEGA偶联物改性不同基材(依次为聚氨酯导管、乳胶导管、硅胶导管、聚苯乙烯导管、玻璃导管和不锈钢导管)表面，在不同基材表面形成改性蛋白质-聚合物偶联物涂层，并得到实施例11～实施例16的涂覆制品。
实施例17
本实施例提供一种蛋白质引发剂涂层及其制备方法和涂覆制品：
将20mg BSA溶解在10mL超纯水中，加入30mg还原剂TCEP，混合均匀；向溶液中加入含有30mg实施例1中二溴马来酰亚胺衍生物的乙醇溶液，得到混合溶液。
将聚氯乙烯导管浸入上述混合溶液中，在25℃温度条件下浸泡40min。之后将PVC导管取出，用去离子水冲洗表面，晾干，在PVC导管的表面形成蛋白质引发剂涂层，得到具有蛋白质引发剂涂层的涂覆制品。
实施例18～22
本实施例提供一种基于SET-LRP表面引发制备聚合物刷及其制备方法和涂覆制品：
(1)称取480mg单体OEGA(聚乙二醇甲醚丙烯酸酯)放入反应瓶中，加入5mL超纯水使其完全溶解，通入氮气15min置换反应瓶中的氧气。
(2)在圆底烧瓶中加入三(2-二甲氨基乙基)胺(5μL，0.019mmol)和1mL水，通入氮气5min除去瓶中的氧气；在氮气保护下加入CuBr(2.7mg，0.019mmol)并将烧瓶置于冰水浴中，搅拌反应30min。
(3)将步骤(1)中所得溶液通过注射器转移到步骤(2)的烧瓶中，得到混合溶液，之后将实施例17的具有蛋白质引发剂涂层的涂覆制品浸入上述混合溶液中，冰浴条件下继续反应4小时。
(4)反应结束后，将PVC导管取出，用去离子水冲洗表面，真空干燥后在PVC的表面形成POEGA聚合物刷，得到实施例18的具有POEGA聚合物刷的涂覆制品。
(5)根据步骤(1)～(4)改性不同基材(依次为聚氨酯导管、硅胶导管、乳胶导管和不锈钢导管)表面，在不同基材表面形成聚合物刷，并得到实施例19～实施例23的具有聚合物刷的涂覆制品。
对比例1
本对比例是实施例6～实施例9和实施例18的对比例，提供一种表面未做任何改性的PVC导管。
对比例2
本对比例是实施例10的对比例，提供一种表面未做任何改性的尼龙导管。
对比例3
本对比例是实施例11和19的对比例，提供一种表面未做任何改性的聚氨酯导管。
对比例4
本对比例是实施例12和21的对比例，提供一种表面未做任何改性的乳胶导管。
对比例5
本对比例是实施例13和20的对比例，提供一种表面未做任何改性的硅胶导管。
对比例6
本对比例是实施例14的对比例，提供一种表面未做任何改性的聚苯乙烯导管。
对比例7
本对比例是实施例15的对比例，提供一种表面未做任何改性的玻璃导管。
对比例8
本对比例是实施例16和22的对比例，提供一种表面未做任何改性的不锈钢导管。
性能测试：
1、纤维蛋白原(Fg)标记
通过氯化碘(ICl)的方法标记Fg，即利用ICl将125I阴离子氧化成为125I分子，而将125I标记于蛋白中酪氨酸残基的羟基上面。将标记后的Fg蛋白溶液通过阴离子交换树脂以除未反应的125I离子。通过紫外/可见分光光度计(UV-Vis)测定标记的蛋白质溶液的浓度。
2、Fg在涂覆制品的吸附
将实施例6～16与对比例1～8的待测试的样品预先在PBS(pH＝7.4)中浸泡使材料表面充分浸润以达到水合平衡。其中，用于吸附的蛋白溶液的浓度为1mg/mL。之后将实施例6～实施例16与对比例1～8的待测试的样品分别置于96孔板内，每孔加入250μL蛋白吸附液，室温下静态吸附3个小时后，用PBS润洗膜片并用滤纸蘸干(重复3次)，然后将膜片置入检测管，通过γ-计数器测定相应的放射量。每个样品取三个平行结果的平均值。与此同时，通过测定10μL Fg吸附液的放射量作为参考。最后将表面的放射量换算成单位面积所吸附Fg的质量(μg/cm2)。在TCEP介导下，不同BSA偶联物在PVC表面发生类淀粉样组装后，测试其对凝血反应中的主要蛋白Fg的吸附程度。分别得到图2和图3。
从图2可以看出，与对比例1的表面未做任何改性的PVC导管相比，本发明实施例6～9的具有改性蛋白质-聚合物偶联物涂层的涂覆制品的表面均具有良好的排斥Fg蛋白吸附特性，推测是由于所接枝聚合物的亲水性增加，因而所有的涂覆制品的表面均具有良好的排斥Fg蛋白吸附特性。
从图3可以看出，对比例2～8的各基材表面的纤维蛋白原吸附量均较高，而本发明实施例10～16的具有改性蛋白质-聚合物偶联物涂层的涂覆制品表面的纤维蛋白原吸附量均较低。因而本发明实施例10～16的改性蛋白质-聚合物偶联物涂层涂覆于不同基材上，得到的不同涂覆制品均表现出优异的抗蛋白吸附功能，表明本发明改性蛋白质-聚合物偶联物涂层的制备方法的普适性较强。
从图4可以看出，对比例1、3～5和8的各基材表面的纤维蛋白原吸附量均较高，而本发明实施例18～22的具有聚合物刷的涂覆制品表面的纤维蛋白原吸附量均较低。因而本发明实施例18～22的聚合物刷涂覆于不同基材上，得到的不同涂覆制品均表现出优异的抗蛋白吸附功能，表明本发明聚合物刷的制备方法的普适性较强。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (24)

1.一种蛋白质引发剂，其特征在于，具有通式(I)所示结构：
其中，P为蛋白质，R中含有引发剂基团，所述引发剂基团能够用于引发原子转移自由基聚合反应或者可逆-加成断裂链转移自由基聚合反应。
2.根据权利要求1所述的蛋白质引发剂，其特征在于，所述R具有通式(II)或者通式(III)所示结构：
其中，A1与A2独立选自：单键、烯基、炔基、酰基、酰胺基、羰基、砜基、胺基、酯基、取代或未取代的碳原子数为1～60的烷基、或取代或未取代的碳原子数为1～60的烷氧基、或取代或未取代的碳原子数为1～60的硫代烷氧基、取代或未取代的具有5～40个环原子的芳香基团、与取代或未取代的具有5～40个环原子的杂芳香基团中的至少一种；
R1与R2独立选自：Br或者Cl。
3.根据权利要求2所述的蛋白质引发剂，其特征在于，所述A1或者所述A2具有通式(IV)所示结构：
其中，n取自1～4中的整数。
4.一种蛋白质引发剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将分子中含有二硫键的蛋白质与还原剂溶于缓冲溶液中，得到第一溶液；
将含有引发剂基团的二溴取代马来酰亚胺衍生物溶于有机溶剂中，得到第二溶液，所述引发剂基团能够用于引发原子转移自由基聚合反应或者可逆-加成断裂链转移自由基聚合反应；以及
将所述第一溶液与所述第二溶液混合均匀，反应完全之后得到蛋白质引发剂。
5.根据权利要求4所述的蛋白质引发剂的制备方法，其特征在于，所述分子中含有二硫键的蛋白质选自溶菌酶、白蛋白、大豆蛋白与乳清蛋白蛋白中的至少一种；和/或
所述还原剂选自三(2-羧乙基)膦、巯基乙醇、二硫苏糖醇和还原性谷胱甘肽中的至少一种；和/或
所述含有引发剂基团的二溴取代马来酰亚胺衍生物具有通式(V)或者通式(VI)所示结构：
其中，R3与R4独立选自：Br或者Cl；n取自1～4中的整数；和/或
所述第一溶液中，所述分子中含有二硫键的蛋白质的浓度为0.1mg/mL～100mg/mL；所述还原剂的浓度为0.1mg/mL～30mg/mL；和/或
所述第二溶液中，所述含有引发剂基团的二溴取代马来酰亚胺衍生物的浓度为0.5mg/mL～100mg/ml；和/或
所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、二甲基甲酰胺与二甲亚砜中的至少一种；和/或
所述缓冲溶液选自磷酸盐缓冲液、乙酸盐缓冲液、柠檬酸盐缓冲液、磺酸盐缓冲液和碳酸盐缓冲液中的至少一种；和/或
反应完全的条件为：维持反应温度为0℃～30℃，维持反应时间为0.5h～6h。
6.一种蛋白质引发剂涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将分子中含有二硫键的蛋白质与还原剂溶于缓冲溶液中，得到第一溶液；
将含有引发剂基团的二溴取代马来酰亚胺衍生物溶于有机溶剂中，得到第二溶液，所述引发剂基团能够用于引发原子转移自由基聚合反应或者可逆-加成断裂链转移自由基聚合反应；
将所述第一溶液与所述第二溶液混合均匀，得到混合溶液；以及
将所述混合溶液涂覆于基材的表面，反应完全后在所述基材的表面形成蛋白质引发剂涂层。
7.根据权利要求6所述的蛋白质引发剂涂层的制备方法，其特征在于，所述分子中含有二硫键的蛋白质选自溶菌酶、白蛋白、大豆蛋白与乳清蛋白蛋白中的至少一种；和/或
所述还原剂选自三(2-羧乙基)膦、巯基乙醇、二硫苏糖醇和还原性谷胱甘肽中的至少一种；和/或
所述含有引发剂基团的二溴取代马来酰亚胺衍生物具有通式(V)或者通式(VI)所示结构：
其中，R3与R4独立选自：Br或者Cl；n取自1～4中的整数；和/或
所述第一溶液中，所述分子中含有二硫键的蛋白质的浓度为0.1mg/mL～100mg/mL；所述还原剂的浓度为0.1mg/mL～30mg/mL；
所述第二溶液中，所述含有引发剂基团的二溴取代马来酰亚胺衍生物的浓度为0.5mg/mL～100mg/ml；和/或
所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮、二甲基甲酰胺与二甲亚砜中的至少一种；和/或
所述缓冲溶液选自磷酸盐缓冲液、乙酸盐缓冲液、柠檬酸盐缓冲液、磺酸盐缓冲液和碳酸盐缓冲液中的至少一种；和/或
反应完全的条件为：维持反应温度为0℃～30℃，维持反应时间为0.5h～6h。
8.一种蛋白质引发剂涂层，其特征在于，采用权利要求6或者7所述的蛋白质引发剂涂层的制备方法制备得到。
9.一种具有蛋白质引发剂涂层的涂覆制品，其特征在于，包括基材和权利要求8所述的蛋白质引发剂涂层，所述蛋白质引发剂涂层设于所述基材上。
10.一种蛋白质-聚合物偶联物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
向配体水溶液中通入保护气体除氧，之后加入催化剂发生络合反应，得到含有络合产物的溶液；
将权利要求1～3中任一项所述的蛋白质引发剂和亲水单体溶于水中，混合均匀之后通入保护气体除氧，得到混合溶液；以及
将所述混合溶液与所述含有络合产物的溶液混合均匀，反应完全之后分离并干燥，得到蛋白质-聚合物偶联物。
11.根据权利要求10所述的蛋白质-聚合物偶联物的制备方法，其特征在于，所述配体水溶液选自三(2-二甲氨基乙基)胺溶液、联二吡啶溶液、五甲基二亚乙基三胺溶液与六甲基三乙烯四胺溶液中的一种；和/或
所述催化剂选自溴化亚铜与氯化亚铜中的至少一种；和/或
所述亲水单体选自聚乙二醇甲醚丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱与N-异丙基丙烯酰胺中的至少一种；和/或
所述配体水溶液中的配体与所述催化剂的摩尔比为(1～2)：1；和/或
反应完全的条件为：维持反应温度为0℃～70℃，维持反应时间为2h～8h。
12.一种蛋白质-聚合物偶联物，其特征在于，采用权利要求10或者11所述的蛋白质-聚合物偶联物的制备方法制备得到。
13.一种改性蛋白质-聚合物偶联物涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将权利要求12所述的蛋白质-聚合物偶联物与二硫键还原剂分别溶于缓冲溶液中，分别得到第一溶液和第二溶液；
将所述第一溶液与所述第二溶液混合均匀，得到混合溶液；以及
将所述混合溶液涂覆于基材的表面，反应完全后在所述基材的表面形成改性蛋白质-聚合物偶联物涂层。
14.根据权利要求13所述的改性蛋白质-聚合物偶联物涂层的制备方法，其特征在于，所述第一溶液中，所述蛋白质-聚合物偶联物的浓度为2mg/mL～10mg/mL；和/或
所述第二溶液中，所述二硫键还原剂的浓度为1mg/mL～20mg/mL；和/或
所述二硫键还原剂选自三(2-羧乙基)膦、巯基乙醇、二硫苏糖醇和还原性谷胱甘肽中的至少一种；和/或
所述缓冲溶液选自磷酸盐缓冲液、乙酸盐缓冲液、柠檬酸盐缓冲液、磺酸盐缓冲液和碳酸盐缓冲液中的至少一种；和/或
所述第一溶液与所述第二溶液的体积比为1：1。
15.一种改性蛋白质-聚合物偶联物涂层，其特征在于，采用权利要求13或者14所述的制备方法制备得到。
16.一种具有改性蛋白质-聚合物偶联物涂层的涂覆制品，其特征在于，包括基材和权利要求15所述的改性蛋白质-聚合物偶联物涂层，所述改性蛋白质-聚合物偶联物涂层设于所述基材上。
17.一种聚合物刷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将配体、催化剂、亲水单体与水混合均匀，之后通入保护气体除氧，得到混合溶液；以及
将所述混合溶液涂敷于权利要求9所述的具有蛋白质引发剂涂层的涂覆制品的表面，反应完全后在所述基材的表面形成聚合物刷。
18.根据权利要求17所述的聚合物刷的制备方法，其特征在于，所述配体选自三(2-二甲氨基乙基)胺、联二吡啶、五甲基二亚乙基三胺与六甲基三乙烯四胺中的一种；和/或
所述催化剂选自溴化亚铜与氯化亚铜中的至少一种；和/或
所述亲水单体选自聚乙二醇甲醚丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱与N-异丙基丙烯酰胺中的至少一种；和/或
所述配体与所述催化剂的摩尔比为(1～2)：1；和/或
反应完全的条件为：在保护气体氛围下，维持反应温度为0℃～70℃，维持反应时间为2h～8h。
19.一种聚合物刷，其特征在于，采用权利要求17或者18所述的聚合物刷的制备方法制备得到。
20.一种具有聚合物刷的涂覆制品，其特征在于，包括基材和权利要求19所述的聚合物刷，所述聚合物刷设于所述基材上。
21.一种聚合物刷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将权利要求1～3中任一项所述的蛋白质引发剂、配体、催化剂、亲水单体与水混合均匀，之后通入保护气体除氧，得到混合溶液；以及
将所述混合溶液涂敷于基材的表面，反应完全后在所述基材的表面形成聚合物刷。
22.根据权利要求21所述的聚合物刷的制备方法，其特征在于，所述配体选自三(2-二甲氨基乙基)胺、联二吡啶、五甲基二亚乙基三胺与六甲基三乙烯四胺中的一种；和/或
所述催化剂选自溴化亚铜与氯化亚铜中的至少一种；和/或
所述亲水单体选自聚乙二醇甲醚丙烯酸酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酰乙基磺基甜菜碱与N-异丙基丙烯酰胺中的至少一种；和/或
所述配体与所述催化剂的摩尔比为(1～2)：1；和/或
反应完全的条件为：维持反应温度为0℃～70℃，维持反应时间为2h～8h。
23.一种聚合物刷，其特征在于，采用权利要求21或者22所述的聚合物刷的制备方法制备得到。
24.一种具有聚合物刷的涂覆制品，其特征在于，包括基材和权利要求23所述的聚合物刷，所述聚合物刷设于所述基材上。
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