CN108727177A - 材料表/界面光生醛/酮基共价固定生物活性因子的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及材料表/界面光生醛/酮基可控固定生物活性因子的方法。本发明方法无需对需固定的生物活性因子进行额外化学修饰，不破坏生物活性因子的生物活性，在光的控制下可低温或室温下在材料表/界面进行温和、有效的共价固定。本发明固定生物活性因子的方法工艺简单、重复性好，可在各种玻璃、金属、有机聚合物等表面实现蛋白、多肽、抗体、生长因子或酶的固定，是蛋白固定化方法的一个创新。本发明进一步涉及所得蛋白固定材料在细胞支架、体外诊断、酶催化、蛋白纯化等多种生物医药、组织工程领域的应用。

Description

材料表/界面光生醛/酮基共价固定生物活性因子的方法
技术领域
本发明属于生物技术领域，涉及通过光生醛/酮基策略实现至少一种生物活性因子在材料表/界面固定的方法。
背景技术
近年来，材料表界面生物活性因子的固定一直是人们研究的热点。保持生物活性因子的结构和功能并最大性能效率地定向固定在材料表面是非常重要的，为材料实现在诊断生物传感、免疫诊断试剂、外科植入体和纯化蛋白等领域的应用提供必要条件。如在组织工程生物材料中，大部分人工合成的聚合物由于表面的化学惰性，生物相容性不是很好，需要在其表面修饰生物活性因子，在提供细胞相容性的同时也有利于细胞的粘附，促进周围细胞的铺展、迁移、分化并维持细胞正常的表型和正常的生理功能。还如在体外诊断(IVD)试剂中，免疫检测需要在试纸或试剂盒表面固定抗体，从而通过特征性富集、分析实现样本中标志物的检测和定量。又如在酶固定催化中，需要在基质表面有效固定酶并保持其催化特性，达到显著的催化性能和可重复利用性。
现有技术中，用于材料表界面固定蛋白、多肽、多糖、酶、以及抗体等生物活性因子的方法主要有物理吸附和化学共价固定法(Nakanishi K,Sakiyama T,et al.CurrentProteomics,2008,5,161-175)。物理吸附的主要原理是利用静电、亲疏水等作用实现材料表面生物活性因子的吸附，该类方法虽然过程简单，但是非共价吸附过程可逆，往往受环境pH、温度、盐浓度等因素的影响，很难实现定量或定向的控制。化学共价固定的主要原理是利用生物分子与官能化的表面之间通过共价结合而固定，相比物理吸附具备更加稳定、有效，可重复和便于定量的优势(Koh H,Yong T,Chan C,Ramakrishna S.Biomaterials 200829,3574–3582.)。常用的化学共价固定技术包括：1)表面活性氨基或羧基与生物活性因子的偶联反应，该方法需用到大量NHS、EDC等活化偶联试剂，同时反应时间长、效率低、往往导致75-100％的活性损失(Lee K,Yoon K,Woo S,Choi I.J.Pharm.Sci.2003,92,933–937；MaZ,He W,Yong T,Ramakrishna S.Tissue Eng.2005,11,1149–1158；Vashist SK,Lam E,Hrapovic S,Male K B,Luong J H T,Chem.Rev.2014,114,11083-11130)；2)材料表面醛/酮基化与生物活性因子的偶联反应，该方法快速、效率高，但是醛/酮基化表面易变性，不能长期保存(Betancor L,Lopez-Gallego F,Hidalgo A,Alonso-Morales N,Dellamora-Ortiz,Cesar Mateo G,Fernandez-Lafuente R,Guisan J M.Enzyme.Microb.Technol.,2006,39,877-882；Tomizaki K-y,Usui K,Mihara H,ChemBioChem 2005,6,782-799.)；3)利用生物正交反应(如巯基-烯烃点击(Click)、巯基迈克尔加成、四唑-烯烃环加成等)共价交联生物活性因子，但是该方法都需要对生物分子进行额外的化学修饰或融合，步骤繁琐的同时也往往带来生物因子活性降低或丧失的风险(Wylie R G,Shoichet M S,Biomacromolecules,2011,12,3789-3796；DeForest C A，Tirrell D A,Nat Mater 2015,14,523-531)；4)亲和标记固定，典型的如His6-Tag与Ni2+或抗生素/生物素的亲和作用，该类方法可以实现特异性的蛋白固定，但是需要配偶体试剂的充分固定以及蛋白融合技术，才能将目标蛋白特异性间接固定(PCT国际专利，WO2015/115993)。
发明内容
本发明的目的就是为了克服现有方法的缺点与不足，而提出一种材料表/界面光生醛/酮基共价固定生物活性因子的方法及其应用，这种方法在实现生物活性因子时间、空间、剂量可控固定的同时，避免了以往策略因反应时间长、需额外修饰、自由基易淬灭等问题导致效率低的不足。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
本发明第一方面：提供一种光生醛/酮基光敏功能分子，具有式I结构：
其中，X选自氧、硫、氮或磷酸酯(PO4 -)类取代基；
R1选自H、卤原子、羟基、巯基、氨基、硝基、氰基、醛基、酮基、酯基、酰胺基、膦酸基、膦酸酯基、磺酸基、磺酸酯基、砜基、亚砜基、芳基、杂芳基、烷基或改性烷基；
R2选自氢、醚键类取代基、酯键类取代基、碳酸酯键类取代基、氨基甲酸酯键类取代基或磷酸酯键类取代基；
R3，R4，R5，R6可自由的选自氢、卤原子、羟基、巯基、胺基、硝基、氰基、醛基、酮基、酯基、酰胺基、膦酸基、膦酸酯基、磺酸基、磺酸酯基、砜基、亚砜基、芳基、杂芳基、烷基、烷氧基、亚烷基、改性烷基、改性的烷氧基或改性亚烷基；
R7为可与基质表面发生化学反应的功能基团，同时R7与R3，R4，R5，R6中任意一个或多个基团相连接，式I中R7所含与基质表面发生作用的基团选自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯，硅氧烷试剂、环氧试剂、多巴胺、巯基、氨基、羧酸、叠氮、苯乙烯基、炔基、马来酰亚胺基、四氮唑基、乙烯基或醛基；R7与R3，R4，R5或R6连接的基团选自醚键、酯键、碳酸酯键、氨基甲酸酯键或磷酸酯键。
进一步地，所述卤原子各自独立地选自F、Cl、Br、I；
所述芳基为5～10元芳香单环或芳香稠合双环结构；
所述杂芳基为环上含有选自O、S、N或Si中的至少一种杂原子的5～10元芳香单环或芳香稠合双环结构；
所述烷基为具有1～30个碳原子的饱和或不饱和脂肪族直链或支链的烷基/亚烷基；
所述亚烷基为具有1～30个碳原子的饱和或不饱和脂肪族直链或支链的亚烷基；
所述改性烷基为烷基的任意碳原子被选自卤原子、-OH、-SH、-NO2、-CN、-CHO、-COOH、酯基、芳基、-CO-、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、伯氨基、仲胺基、叔胺基或季铵盐基替代，所述改性烷基具有1～30个原子，其碳碳单键可任意地被碳碳双键或碳碳叁键替换；
所述改性亚烷基为亚烷基的任意碳原子被选自卤原子、-OH、-SH、-NO2、-CN、-CHO、-COOH、酯基、芳基、-CO-、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、伯氨基、仲胺基、叔胺基或季铵盐基替代，所述改性亚烷基具有1～30个原子，其碳碳单键可任意地被碳碳双键或碳碳叁键替换；
所述醚键类取代基选自以下结构：
烷基-(CH2)xCH3或改性烷基、-(CH2CH2O)xCH3、-(CH2)x(CH2CH2O)yCH3、-(CH2)xN+(CH3)2(CH2)ySO3 -、-(CH2)xN+(CH3)2(CH2)yCOO-、其中x和y≥0且为整数；
所述酯键类取代基选自以下结构：
-CO(CH2)xCH3、-CO(CH2CH2O)xCH3、-CO(CH2)x(CH2CH2O)yCH3，-CO(CH2)xN+(CH3)2(CH2)ySO3 -、-CO(CH2)xN+(CH3)2(CH2)yCOO-，其中x和y≥0且为整数；
所述碳酸酯键类取代基选自以下结构：
-COO(CH2)xCH3、-COO(CH2CH2O)xCH3、-COO(CH2)x(CH2CH2O)yCH3，-COO(CH2)xN+(CH3)2(CH2)ySO3 -、-COO(CH2)xN+(CH3)2(CH2)yCOO-，其中x和y≥0且为整数；
所述氨基甲酸酯键类取代基选自以下结构：
-CONH(CH2)xCH3、-CONH(CH2CH2O)xCH3、-CONH(CH2)x(CH2CH2O)yCH3、-COO(CH2)xN+(CH3)2(CH2)ySO3 -、-COO(CH2)xN+(CH3)2(CH2)yCOO-，其中x和y≥0且为整数；
所述磷酸酯键类取代基选自以下结构：
其中x和y≥0且为整数。
通式I化合物合成按照苯环上取代基的种类可分为四个步骤：1)R3，R4，R5，R6取代基的引入，2)苯环的硝化，3)R7的引入以及4)R2-X的引入，各步骤先后顺序可根据取代基的稳定性发生相应的改变。
1)R3，R4，R5，R6取代基的引入，主要可通过以下技术方案实现：
R3，R4，R5，R6可单个引入或组合引入。简单的基团如卤原子、羟基、巯基、胺基、硝基、氰基、醛基、酮基等可选择已含这些基团的原材料；烷氧基、胺基、芳基、杂芳基、烷基等取代基的引入可从相应溴代原材料出发，主要通过将相应的醇或胺与钠碱金属在DMF中反应成醇钠后再与卤代烃在加热条件下(110-130℃)发生亲核取代反应得到，反应结束后冷却，稀盐酸调pH到4-5，纯化后即得产物；酯基、膦酸基、膦酸酯基、磺酸基、磺酸酯基等可从相应羟基原材料出发，在二氯甲烷中三乙胺存在下发生脱水缩合反应得到；酰胺等取代可从相应的氨基原材料出发，同样在二氯甲烷中与相应的酸发生脱水缩合得到，反应时间10-20h，TCL检测反应进度，冷却、过滤旋干溶剂得粗产物，纯化后得到产物。
2)苯环硝化，主要可通过以下技术方案实现：
硝化过程主要是在0℃下与浓硝酸共混，室温反应后倒入冰水中，反应30min左右，将反应混合物倾入冷水中，抽滤得滤饼为硝化后的粗产物，在乙醇/水混合溶剂中重结晶，可纯化。所得固体过滤、重结晶即可得硝化产物。重结晶溶剂优选为乙醇。
3)R7的引入主要可通过以下技术方案实现：
R7是个双功能基团的取代基，一端含有与不同基质表面可发生化学键连的取代基，另一端要与R3，R4，R5，R6中任意一个或多个基团相连接，因此R7的引入主要是与R3，R4，R5或R6连接反应，可通过醚键、酯键、酰胺键、异氰酸酯键、氨基甲酸酯键或磷酸酯键相连，反应条件如R3，R4，R5，R6的引入。常规步骤：将反应物共溶于乙腈或DMF或丙酮，在有机碱的存在下，常温反应12h。反应结束后，冷却至室温，过滤，旋干滤液，乙酸乙酯溶解后，用2M HCl溶液调节pH至4-5，水洗，分离出有机相，无水Na2SO4干燥，旋干溶剂得粗产物。硅胶柱色谱纯化后得产物。
4)R2-X的引入主要可通过以下技术方案实现：
R2-X的取代经过醛/酮基还原、再取代二步过程。醛/酮基的还原主要是通过反应物溶解于甲醇后，0℃反应温度下加入NaBH4，TCL检测反应进度，反应结束后，用2M HCl溶液调节pH至5-6，旋干溶剂，加入适量乙酸乙酯溶解，水洗，分离有机相，无水Na2SO4干燥，旋干溶剂得粗产物，柱分离得到相应产物。然后所得邻硝基苄醇衍生物与R2的相应反应物通过常规的成醚、成酯、成酰胺、成氨基甲酸酯、或成碳酸酯反应得到R2-X的取代。
本发明第二方面：提供一种材料表/界面光生醛/酮基共价固定生物活性因子的方法，所述方法包括以下三个步骤：
1)本发明第一方面中提供的光生醛/酮基光敏功能分子备用；
2)材料表/界面光生醛/酮基光敏功能分子的引入；
3)材料表/界面光生醛/酮基共价固定生物活性因子，实现生物活性因子在基底材料上的共价固定。
本方案所述材料是指生物相容性好材料，包括但不限于玻璃基质(玻璃载玻片、多孔玻璃材料等)、金属基质(Au，Fe3O4磁性纳米载体、钛等)、有机聚合物基质(聚乙二醇、聚吡咯烷酮、聚羟基丙烯酸甲酯、壳聚糖、透明酸等水凝胶基质；聚氨酯、聚乳酸、聚羟基乙酸、聚乳酸-羟基乙酸、聚己内酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯等二维表面和三维多孔、纳米颗粒等)、以及上述材料构建的复合基质等。根据不同的应用，可选取不同的材料基质与形态。
本方案所述生物活性因子可以为具有良好生物相容性的蛋白(如胶原、纤维黏连蛋白、层连蛋白、玻连蛋白、链和亲霉素、牛血清蛋白等)、多糖(如壳聚糖等)、多肽(如精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸RGD等)、多聚赖氨酸、酶、抗体、细胞生长因子等。
进一步地，在一个优选的实施方式中，所述生物活性因子为能与细胞表面整合素发生亲和作用的粘附蛋白；在优选的另一实施方式中，所述生物活性因子为检测蛋白原相应的单克隆抗体；在优选的又一实施方式中，所述生物活性因子为具备催化活性的酶；在优选的又一实施方式中，所述生物活性因子为与待纯化蛋白具有亲和作用的抗体或抗原。
步骤2)中，材料表/界面光生醛/酮基光敏功能分子的引入优选的实现方法如下：将式I的任一化合物作为光生醛/酮基光敏功能分子，通过表面接枝或共聚的方式在材料表面引入光敏功能分子。
在本发明提供的一个优选实施方式中，光生醛/酮基光敏功能分子通过乙烯基共聚方式引入水凝胶、聚合物纳米载体、或琼脂糖凝胶亲和介质中。
在引入光敏功能分子时，光生醛/酮基光敏功能分子摩尔含量优选控制为0-50％不等，但不包括0。
光生醛/酮基光敏功能分子引入密度可取决于预期的用途。例如，如果固定蛋白的基质要用于细胞生物学的研究，引入密度优选为10％；如果固定蛋白的基质用于体外诊断检测试剂、酶生物催化或蛋白纯化，表面引入密度优选为20-30％。
步骤3)中，材料表/界面光生醛/酮基共价固定生物活性因子，就是通过控制光的条件调控材料表/界面醛/酮基的生成，再进一步与生物活性因子一起孵育。材料表/界面光生醛/酮基共价固定生物活性因子的优选实现方式可以采用以下方法实现：
i)将含光生醛/酮基光敏功能分子的材料进行光照，可用光掩膜技术实现定点、定量的光刻；
ii)光照后材料浸泡于溶有生物活性因子的溶液中，该溶液可以是D-PBS溶液，Tris-buffer溶液，PBS溶液，CBS溶液以及不影响活性因子活性的溶液，优选为D-PBS溶液；
iii)一定时间后取出材料，并用ii)所述溶液清洗或置换去除物理粘附到材料表面的生物活性分子。
材料表/界面光生醛/酮基共价固定生物活性因子采用的技术原理是：光照下，材料表面的邻硝基苄基类光扳机在光激发下发生剪切反应产生醛/酮基，所形成的醛/酮基与生物活性因子上自由的氨基形成亚胺键从而实现共价固定。见以下反应过程：
步骤3)中材料表/界面光生醛/酮基共价固定生物活性因子的实现过程中，光源的波长根据邻硝基苄类光扳机的吸收来确定，可以为250-500nm，优选为300-400nm，进一步优选为365nm，光强为10mw/cm2，照射2分钟到15分钟不等。
步骤3)中材料表/界面光生醛/酮基共价固定生物活性因子的实现过程中，生物活性因子的浸泡浓度优选为5-500μgmL-1。
步骤3)中材料表/界面光生醛/酮基共价固定生物活性因子的实现过程中，生物活性因子溶液中浸泡时间优选为5-30分钟。
本发明提供的技术方案中，所述生物活性因子可以通过光刻技术定点、定量地固定于基底表面。
由于赖氨酸残基普遍存在于生物活性因子中，故本发明方案材料表/界面光生醛/酮基共价固定生物活性因子的方法具有普适性，也可进一步利用亲和作用实现特异性生物活性因子的锚定与检测。
另外，材料表/界面光生醛/酮基共价固定生物活性因子的方法，不仅限于一种生物活性因子的固定，可程序化通过光照-浸泡-清洗循环步骤实现多种生物活性因子的固定，可以通过光刻技术实现蛋白阵列固定。
在本发明的第二方面中，所述光刻技术、光掩膜技术为本领域技术人员已知的常规技术。
本发明第三方面，提供利用本发明第二方面公开方法所制的产品，即，表/界面共价固定有生物活性因子的光生醛/酮基材料。
对于表/界面共价固定有生物活性因子的光生醛/酮基材料，在一些优选实施方式中，所述生物活性因子可以选自蛋白、多肽、生长因子、抗体、酶等，在一些优选实施方式中，所述材料可以选自玻璃、金属、水凝胶、有机聚合物等，所述材料结构可以是平面结构、纳米颗粒、微粒、或多孔结构等。
本发明的第四方面，提供了利用本发明第二方面公开方法所制的产品，或第三方面所提供产品-表/界面共价固定有生物活性因子的光生醛/酮基材料的应用。
在优选的实施方式中，本发明提供了上述表/界面共价固定有粘附蛋白的光生醛/酮基材料实现细胞行为调控，实现其在细胞支架、植入体领域的应用。
在优选的另一实施方式中，本发明提供了表/界面共价固定有抗体的光生醛/酮基材料在体外免疫检测诊断的应用。
在优选的又一实施方式中，本发明提供了上述表/界面共价固定有酶的光生醛/酮基材料在酶催化，生物反应器中的应用。
在优选的又一实施方式中，本发明提供了上述表/界面共价固定有亲和蛋白的光生醛/酮基材料在蛋白纯化领域的应用。
与现有技术相比，本发明通过在材料表界面功能修饰光生醛/酮基功能分子，实现生物活性因子的共价固定，从而赋予材料表面良好的生物相容性或特定的生物活性，实现其在生物传感、生物酶反应器、体外诊断试剂以及植入材料等领域的应用。
附图说明
图1：实施例5中光敏功能分子15在PBS溶液中的光解紫外，HPLC谱图；
图2：实施例14中水凝胶表面光刻Rho-BSA蛋白图案化固定荧光显微镜共聚焦图；
图3：实施例15中聚苯乙烯微球表面光刻蛋白固定荧光显微镜图(左为荧光场，右为明场)；
图4：实施例17中水凝胶表面蛋白固定诱导细胞粘附行为的荧光共聚焦显微镜图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
光敏功能分子的合成实施例
实施例1：光敏功能分子6的合成
光敏功能分子6的合成路线
(1)化合物1的合成
在500mL单口圆底烧瓶内加入香草醛(15g，0.1mol)，用300mL乙腈溶解，在搅拌的条件下缓慢加入碳酸钾(16.35g，1.2mol)与碘化钾(19.62g，1.2mol)于烧瓶内，防止搅拌不动，加热至90℃回流，氩气保护条件下反应过夜。TLC(PE:EA＝1:1)检测反应进行程度，反应结束后，冷却体系至室温，抽滤，旋干滤液，乙酸乙酯溶解固体，水洗除去可溶性盐类，旋干将固体用95％乙醇重结晶，待冷却结晶完全后，抽滤，得白色固体，放入烘箱干燥，得到20.3g固体，即化合物1，产率83.9％。
化合物1的理化参数为：
1H NMR(400MHz,CDCl3),δ(ppm):9.84(s,1H),7.45～7.31(m,7H),6.99(d,J＝8.23Hz,1H),5.25(s,2H),3.95(s,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3),δ(ppm):190.9,153.5,150.0,136.0,130.2,128.7,128.2,128.1,127.2,126.6,112.3,109.3,70.8,56.0.
MS(ESI):m/z:Calcd.For C15H14O3Na+[M+Na]+:265.1.Found:265.1.
(2)化合物2的合成
在250mL圆底烧瓶内加入40mL浓硝酸，冰浴条件下搅拌5min，将化合物1(5g,0.02mol)缓慢加入到浓硝酸内，防止剧烈反应，撤去冰浴，搅拌反应20min，将反应移至15℃搅拌反应30min，取少量反应液用乙酸乙酯稀释，加水萃取，用DCM做有机相TLC检测反应进行程度。反应结束后，将反应液倾入冷水中重沉淀，抽滤，用水冲洗滤饼至流下的水pH呈中性，干燥得粗产物，粗产物用95％乙醇重结晶，抽滤，干燥，得黄色针状晶体产物4.3g，即化合物2，产率为82.7％。
化合物2的理化参数为：
1H NMR(400MHz,CDCl3),δ(ppm):10.44(s,1H),7.47-7.34(m,7H),5.28(s,2H),4.02(s,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3),δ(ppm):187.8,153.7,151.4,134.8,128.9,128.7,127.6,125.7,110.0,108.8,71.5,56.6.
MS(ESI):m/z:Calcd.For C15H13NO5H+[M+H]+:288.1.Found:288.1.
(3)化合物3的合成
在500mL圆底烧瓶内加入化合物2(10g,0.03mol)，用200mL三氟乙酸溶解，若不溶则加少量二氯甲烷，常温条件下搅拌，反应过夜。TLC(DCM)检测反应进行程度。反应结束后，将溶剂旋干，乙酸乙酯溶解旋干后的固体，用1mol/L NaOH碱化至pH值为9～10，除去残留的三氟乙酸，再用6mol/L HCl酸化至pH值约为5，使酚钠反应成酚羟基。乙酸乙酯萃取，合并有机相，用无水硫酸钠进行干燥，旋干得固体。正己烷对产物溶解性差，对杂质溶解性好，用正己烷冲洗产物，干燥，得黄色固体5g，即化合物3，产率为72.9％。
化合物3的理化参数为：
1H NMR(400MHz,DMSO),δ(ppm):10.16(s,1H),7.51(s,1H),7.36(s,1H),3.95(s,3H).
13C NMR(100MHz,DMSO),δ(ppm):188.2,151.7,150.9,143.7,123.3,111.0,110.5,56.2.
MS(ESI):m/z:Calcd.For C8H7NO5Na+[M+Na]+:220.0.Found:220.0.
(4)化合物4的合成
在250mL圆底烧瓶内加入化合物3(2g，0.01mol)，溴乙醇(5.04g，0.04mol)，碳酸钾(5.52g，0.04mol)，100mL乙腈，加热至100℃，氩气保护条件下反应过夜。TLC(1mLDCM加一滴MeOH)检测反应程度。反应结束后，抽滤，旋干滤液，用乙酸乙酯溶解，水洗除去可溶性盐，合并有机相，无水硫酸钠干燥，用硅胶色谱柱(DCM:MeOH＝0.5％)纯化干燥得黄色固体2.03g，即化合物4，产率为82.8％。
化合物4的理化参数为：
1H NMR(400MHz,CDCl3),δ(ppm):10.45(s,1H),7.65(s,1H),7.43(s,1H),4.29(t,J＝4.24Hz,2H),4.09(t,J＝4.43,2H),4.00(s,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3),δ(ppm):187.6,153.4,151.5,143.2,125.7,110.0,108.4,71.1,60.8,56.6.
MS(ESI):m/z:Calcd.For C10H11NO6H+[M+H]+:242.1.Found:242.1.
(5)化合物5的合成
在250mL圆底烧瓶内加入化合物4(4.6g,0.016mol)，以100mL除水DCM溶解，冰浴条件下加入无水三乙胺9.2mL，针头注射缓慢滴加甲基丙烯酰氯9.2mL约5min内注射完毕，防止剧烈反应。滴加完毕后撤去冰浴，氩气保护条件下室温反应过夜。TLC(PE:EA＝1:1)检测反应进行程度。反应结束后，水洗三次除去可溶性盐，DCM萃取水相，无水硫酸钠干燥，用硅胶色谱柱(DCM:MeOH＝0.5％)纯化得黄色固体4.5g，即化合物5，产率76.3％。
化合物5的理化参数为：
1H NMR(400MHz,CDCl3),δ(ppm):10.46(s,1H),7.68(s,1H),7.43(s,1H),6.14(s,1H),5.61(s,1H),4.59(t,J＝4.70Hz,2H),4.44(t,J＝4.70Hz,2H),4.01(s,3H),1.95(s,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3),δ(ppm):187.7,167.1,151.8,143.5,135.7,126.4,126.0,110.2,108.8,67.7,64.5,62.4,56.7,18.2.
MS(ESI):m/z:Calcd.For C14H15NO7H+[M+H]+:310.1.Found:310.1.
(6)化合物6的合成
在500mL圆底烧瓶内加入化合物5(6.5g，0.016mol)，200mL甲醇溶解(溶解性差可加少量DCM)，冰浴条件下分批加入硼氢化钠(1.63g,0.04mol)(硼氢化钠过量)，反应30min，TLC(PE:EA＝2:1)检测反应进行程度，若反应进行程度差则再向体系加入少量硼氢化钠。反应完全后，用稀盐酸调节pH值为5～7除去多余硼氢化钠，旋干，乙酸乙酯溶解固体，水洗三次除去可溶性无机物，合并有机相，无水硫酸钠干燥。用硅胶色谱柱(PE:EA:DCM＝6:1:1～4:1:1)纯化得黄色固体5.85g，即化合物6，产率89.4％。
化合物6的理化参数为：
1H NMR(400MHz,CDCl3),δ(ppm):7.78(s,1H),7.20(s,1H),6.15(s,1H)，5.60(s,1H),4.97(s,2H),4.55(d,J＝4.99Hz,2H),4.36(d,J＝5.12Hz,2H),3.99(s,3H),1.81(s,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3),δ(ppm):167.2,154.5,146.9,135.8,133.0,126.3,111.4,110.6,67.6,62.8,62.7,56.4,18.2.
MS(ESI):m/z:Calcd.For C14H17NO7Na+[M+Na]+:334.1.Found:334.1.
实施例2：光敏功能分子8的合成
光敏功能分子8的合成路线
(1)化合物7的合成
在100mL圆底烧瓶内加入化合物6(2g,0.006mol),N,N-二甲基-3-丙酸盐酸盐(1g,0.01mol)，碳化二亚胺(1.9g,0.01mol)，4-二甲基吡啶(1.2g,0.01mol)，50mL除水DCM将反应物溶解，室温搅拌，氩气保护条件下反应过夜。TLC(DCM 1mL加三滴MeOH)检测反应进度。反应结束后，水洗除去可溶于水的碳化二亚胺，用硅胶色谱柱(DCM:MeOH＝0.5％～1％)纯化得粘稠液体1.8g，即化合物7，产率70.6％，避免波长365nm的光直射保存。
化合物7的理化参数为：
1H NMR(400MHz,CDCl3),δ(ppm):7.78(s,1H),7.04(s,1H),6.14(s,1H)，5.60(s,1H),5.54(s,2H),4.55(m,2H),4.36(m,2H),3.96(s,3H),2.69(m,2H),2.62(m,2H),2.27(s,6H),1.95(s,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3),δ(ppm):139.7,135.8,127.9,126.2,111.0,67.6,63.3,62.7,56.4,54.7,45.3,32.9,18.7.
MS(ESI):m/z:Calcd.For C19H26N2O8H+[M+H]+:411.2.Found:411.2.
(2)化合物8的合成
氩气保护下，在100mL圆底烧瓶中加入化合物7(2g,0.005mol)，加入丙磺酸内酯(1.12g,0.01mol)，加入20mL丙酮，搅拌下加热到75℃回流，反应过夜。反应结束后，有白色沉淀析出，抽滤，并用冷的丙酮轻轻冲洗滤饼，将冲洗好的滤饼放真空烘箱室温烘干即得产物，即化合物8，无须进一步提纯，2g，产率80％。
化合物8的理化参数为：
1H NMR(400MHz,CDCl3),δ(ppm):7.78(s,1H),7.25(s,1H),6.44(s,1H),6.37(s,1H),5.11(s,2H),4.58(t,J＝4.7Hz,2H),4.48(t,J＝4.8Hz,2H),3.90(t,J＝4.1Hz,2H),3.86(s,3H),3.42(s,6H),3.32(t,J＝4.1Hz,2H),2.68-2.58(m,4H),2.29(t,J＝4.0Hz,2H),2.02(s,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3),δ(ppm):170.3,166.8,158.2,145.3,142.3,138.7,127.3,126.7,123.5,112.0,67.0,66.5,62.9,62.5,61.8,56.3,56.2,52.6,27.3,17.9.
MS(ESI):m/z:Calcd.For C22H32N2O11H+[M+H]+:533.2.Found:533.2.
实施例3：光响应功能分子12的合成
光敏功能分子12的合成路线
(1)化合物9的合成
在100mL圆底烧瓶中加入三缩四乙二醇(20g,0.1mol)，加入50ml THF溶解，并加入2mL TEA,冰浴条件下搅拌。氩气保护下，滴加对甲苯磺酰氯(1.9g,0.01mol)的THF溶液,滴加完毕后，撤去冰浴继续搅拌，TLC检测反应。反应结束后，旋干溶剂，加入二氯甲烷溶解，水洗，分离有机相，无水硫酸钠干燥。旋干后，硅胶柱色谱提纯产物，即化合物9.
化合物9的理化参数为：
1H NMR(400MHz,CDCl3),δ(ppm):7.75(2H,d,J＝8.2Hz,),7.31(2H,d,J＝8Hz,),4.20-4.01(2H,m,),3.79-3.46(14H,m,),2.76(1H,s,),2.43(3H,s,)；
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ(ppm):144.7,132.6,129.7,127.7,72.3-70.0,69.1,68.3,61.3,21.4.
MS(ESI):m/z:Calcd.For C15H24O7SH+[M+H]+:349.2.Found:349.2.
(2)化合物10的合成
化合物10的合成方法同化合物4的合成方法。
化合物10的理化参数为：
1H NMR(400MHz,DMSO),δ(ppm):10.36(s,1H),7.72(s,1H),7.42(s,1H),5.32(s,1H),4.41–4.30(t,J＝4.7Hz,2H),4.02(s,3H),3.97-3.95(t,J＝4.6Hz,2H),3.81–3.65(m,10H),3.65–3.58(t,J＝4.4Hz,2H)
13C NMR(100MHz,DMSO),δ(ppm):187.8,153.4,151.8,143.7,125.6,109.9,108.7,72.5,70.9,70.6,70.5,70.2,69.3,61.6,58.4.
MS(ESI):m/z:Calcd.For C16H23NO9H+[M+H]+:374.2.Found:374.2.
(3)化合物11的合成
化合物11的合成步骤同化合物5的合成步骤。
化合物11的理化参数为：
1H NMR(400MHz,Chloroform-d),δ10.37(s,1H),7.64(s,1H),7.33(s,1H),6.05(s,1H),5.50(s,1H),4.28–4.25(t,J＝4.7Hz,2H),4.24–4.21(t,J＝4.8Hz,2H),3.93(s,3H),3.89–3.86(t,J＝4.7Hz,2H),3.68–3.58(m,10H),1.87(s,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3),δ187.8,167.3,153.5,151.8,143.7,136.1,125.7,125.6,109.9,108.7,71.0,70.7,70.6,70.6,69.3,69.3,69.1,63.8,56.6,18.3.
MS(ESI):m/z:Calcd.For C20H27NO10H+[M+H]+:442.2.Found:442.2.
(4)化合物12的合成
化合物12的合成方法同化合物6的合成方法。
化合物12的理化参数为：
1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ7.76(s,1H),7.18(s,1H),5.30(s,1H),4.96(s,2H),4.27–4.22(t,J＝4.9Hz,2H),3.96(s,3H),3.93–3.89(t,J＝4.9Hz,2H),3.75–3.67(m,10H),3.62–3.58(t,J＝4.7Hz,2H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ154.3,147.0,139.3,132.9,110.9,110.0,72.5,70.8,70.6,70.5,70.2,69.5,68.9,62.6,61.7,56.3，17.9.
MS(ESI):m/z:Calcd.For C20H29NO10H+[M+H]+:444.2.Found:444.2.
实施例4：光敏功能分子13的合成
光敏功能分子13的合成路线
化合物13的合成步骤同化合物8的合成步骤。
化合物13的理化参数为：
1H NMR(400MHz,CDCl3),δ(ppm):7.83(s,1H),7.28(s,1H),6.45(s,1H),6.23(s,1H),5.26(s,2H),4.43(t,J＝5.2Hz,2H),4.38(t,J＝4.9Hz,2H),3.91(s,3H),3.87(t,J＝4.0,2H),3.67(s,2H),3.44(s,4H),3.00(t,J＝4.0,2H),2.02(s,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3),δ(ppm):169.8,166.9,147.5,136.0,126.5,126.4,112.8,110.6,67.7,65.4,63.7,63.3,59.0,56.9,50.9,27.7,18.3.
MS(ESI):m/z:Calcd.For C20H26N2O10H+[M+H]+:455.2.Found:455.2.
实施例5：光敏功能分子15的合成
光敏功能分子15的合成路线
(1)化合物14的合成
在100mL圆底三口烧瓶中，依次加入化合物6(1g,0.003mol)，四丁基溴化铵(0.0052g,0.00016mol)，加入40mL二氯甲烷溶解，加入10ml 50％氢氧化钠溶液，磁力搅拌下加热至40℃回流。氩气保护下，滴加N,N-二甲基溴乙胺盐酸盐(1g,0.005mol)的水溶液。滴加完毕后，继续反应。TLC检测反应进度。反应结束后，冷却至室温，分液。分离有机相，水洗三次。无水硫酸钠干燥有机相。硅胶柱色谱提纯化合物，即化合物14，产物得到0.9g，产率80.1％。
化合物14的理化参数为：
1H NMR(400MHz,CDCl3),δ(ppm):7.74(s,1H),7.34(s,1H),6.12(s,1H),5.57(s,1H),4.90(s,2H),4.51-4.54(m,2H),4.31-4.35(m,2H),3.95(s,3H),3.68(q,J＝5.50Hz,2H),2.60(q,J＝5.92Hz,2H),2.29(s,6H),1.92(s,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3),δ(ppm):167.2,154.5,146.4,138.9,135.8,131.8,126.3,110.4,110.0,69.7,69.2,67.6,62.8,58.8,56.3,45.9,29.7,18.3.
MS(ESI):m/z:Calcd.for C18H27N2O7 +[M+H]+:383.5.Found:383.5.
(2)化合物15的合成
化合物15的合成步骤同化合物8。
化合物15的理化参数为：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6),δ(ppm):7.77(s,1H),7.25(s,1H),6.02(s,1H),5.70(s,1H),4.88(s,2H),4.45-4.40(m,2H),4.39-4.34(m,2H),3.99-3.95(m,2H),3.90(s,3H),3.65-3.60(m,2H),3.53-3.46(m,2H),3.09(s,6H),2.47-2.41(m,2H),2.05-1.96(m,2H),1.87(s,3H).
13C NMR(100MHz,DMSO-d6),δ(ppm):166.8,153.7,147.1,138.9,135.6,129.7,126.8,110.9,109.5,68.7,66.8,64.1,63.1,62.1,56.3,50.8,47.7,19.2,17.7.
MS(ESI):m/z:Calcd.for C21H32N2O10Na+[M+Na]+:527.1675.Found:527.1768.
实施例6：光敏功能分子16的合成
光敏功能分子16的合成路线
化合物16的合成方法同化合物8。
化合物16的理化参数为：
1H NMR(400MHz,CDCl3),δ(ppm):7.77(s,1H),7.31(s,1H),6.52(s,1H),6.44(s,1H),4.93(s,2H),4.62(t,J＝4.7Hz,2H),4.44(t,J＝4.8Hz,2H),3.88(t,J＝4.2Hz,2H),3.79(s,3H),3.57-3.41(m,4H),3.28(s,4H),2.87(t,J＝4.1Hz,2H),2.01(s,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ(ppm):178.3,168.2,156.4,152.2,142.6,136.8,131.0,126.2,123.4,113.8,71.3,67.3,66.6,65.8,65.2,63.5,56.4,52.9,28.3,17.7.
MS(ESI):m/z:Calcd.for C20H28N2O9H+[M+H]+:441.2.Found:441.2.
实施例7:光敏功能分子19的合成
光敏功能分子19的合成路线
(1)化合物17的合成
化合物17的合成方法参考化合物6的合成方法。
化合物17的理化参数为：
1H NMR(400MHz,DMSO),δ(ppm):10.26(s,1H),7.52(s,1H),7.35(s,1H),5.01(s,2H),3.99(s,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3),δ(ppm):188.2,151.7,149.6,143.2,121.1,111.0,109.5,55.1.
MS(ESI):m/z:Calcd.For C8H9NO5Na+[M+Na]+:222.0481.Found:222.1.
(2)化合物18的合成
化合物18的合成方法参考化合物4的合成方法。
化合物18的理化参数为：
1H NMR(400MHz,CDCl3),δ(ppm):7.62(s,1H),7.41(s,1H),4.66(s,2H),4.61(s,2H),4.02(s,3H).
13C NMR(100MHz,CDCl3),δ(ppm):186.6,152.4,151.1,144.2,126.7,111.0,108.1,71.5,60.2,56.2.
MS(ESI):m/z:Calcd.For C10H11NO7H+[M+H]+:257.05.Found:257.1.
(3)化合物19的合成
化合物19的合成方法参考化合物7的合成方法。
化合物19的理化参数为：
1H NMR(400MHz,CDCl3),δ(ppm):7.73(s,1H),7.21(s,2H),4.61(s,2H),4.46-4.41(m,4H),4.01(s,3H),3.86-3.82(m,6H),3.18(t,J＝6.2Hz,2H),1.51(m,2H),1.21(m,9H),0.56(m,2H).
13C NMR(100MHz,CDCl3),δ(ppm):149.2,140.1,129.1,125.6,112.1,68.2,62.3,60.1,58.6,56.1,45.1,25.6,19.2,16.1.
MS(ESI):m/z:Calcd.For C20H34N2O10SiH+[M+H]+:491.19.Found:491.2.
实施例8:光敏功能分子20的合成
光敏功能分子20的合成路线
(1)化合物20的合成
化合物20的合成方法参考化合物4的合成方法。
化合物20的理化参数为：
1H NMR(400MHz,CDCl3),δ(ppm):7.73(s,1H),7.23(s,1H),4.61(s,2H),4.2(m,2H),4.01(s,3H),3.04(m,1H),2.61(m,2H).
13C NMR(100MHz,CDCl3),δ(ppm):156.2,148.8,140.3,129.3,126.7,69.7,60.4,56.1,51.9,44.2.
MS(ESI):m/z:Calcd.For C11H13NO6H+[M+H]+:256.07.Found:256.1.
实施例9:光敏功能分子21的合成
光敏功能分子21的合成路线
(1)化合物21的合成
化合物21的合成方法参考化合物19的合成方法。
化合物21的理化参数为：
1H NMR(400MHz,DMSO-d6),δ(ppm):9.48(s,2H),7.73(s,1H),7.23(s,2H),6.61(d,J＝4.1Hz,1H),6.57(s,1H),6.51(d,J＝4.2Hz,1H),4.61(s,2H),4.45(s,2H),4.01(s,3H),3.37(t,J＝6.2Hz,2H),2.60(t,J＝6.8Hz,2H).
13C NMR(100MHz,DMSO-d6),δ(ppm):168.6,156.1,149.6,145.1,144.5,140.7,131.5,129.6,127.5,122.8,116.4,115.5,113.1,67.3,60.4,56.1,40.6,39.4.
MS(ESI):m/z:Calcd.For C18H20N2O8H+[M+H]+:392.13.Found:393.1.
实施例10:光敏功能分子23的合成
光敏功能分子23的合成路线
(1)化合物22的合成
化合物22的合成方法参考化合物4的合成方法。
化合物22的理化参数为：
1H NMR(400MHz,CDCl3),δ(ppm):7.81(s,1H),7.33(s,1H),4.65(s,2H),4.12(m,2H),4.01(s,3H),3.30(m,2H),1.49(s,9H).
13C NMR(100MHz,CDCl3),δ(ppm):154.9,148.7,140.1,129.8,126.2,112.5,79.4,68.7,60.3,56.0,40.1,28.3.
MS(ESI):m/z:Calcd.For C15H22N2O7H+[M+H]+:343.14.Found:343.1.
(2)化合物23的合成
化合物23的合成方法参考化合物4的合成方法。
化合物23的理化参数为：
1H NMR(400MHz,CDCl3),δ(ppm):7.82(s,1H),7.30(s,1H),4.62(s,2H),4.13(m,2H),4.03(s,3H),3.35(m,2H).
13C NMR(100MHz,CDCl3),δ(ppm):155.9,147.7,141.1,128.8,126.1,112.2,79.5,69.7,60.5,56.5,40.2.
MS(ESI):m/z:Calcd.For C10H14N2O5H+[M+H]+:243.14.Found:243.1.
实施例11:光敏功能分子27的合成
光敏功能分子27的合成路线
(1)化合物24的合成
化合物24的合成方法参考化合物22的合成方法。
化合物24的理化参数为：
1H NMR(400MHz,CDCl3),δ(ppm):7.71(s,1H),7.23(s,1H),4.55(s,2H),4.32(s,2H),4.03(s,3H),1.59(s,9H).
13C NMR(100MHz,CDCl3),δ(ppm):164.9,158.7,149.1,129.6,127.2,112.9,66.7,60.4,56.5,28.9.
MS(ESI):m/z:Calcd.For C14H19NO7H+[M+H]+:314.11.Found:314.1.
(2)化合物25的合成
在氩气保护下，将对硝基氯甲酸苯酯(2g,0.01mol)加入到250mL圆底烧瓶，加入50mL二氯甲烷溶解，将化合物24(1.25g,0.004mol)、DMAP(1.21g,0.01mol)溶于适量二氯甲烷后滴加到反应烧瓶中，室温搅拌2h,TLC检测反应进度，反应结束后，水洗，分离有机相，无水Na2SO4干燥，减压蒸馏除去溶剂后硅胶色谱柱纯化，得产物1.5g(产率为78.3％)。
化合物25的理化参数为：
1H NMR(400MHz,CDCl3),δ(ppm):8.31(d,J＝7.2Hz,2H),7.71(s,1H),7.53(d,J＝8.1Hz,2H),7.23(s,1H),4.95(s,2H),4.42(s,2H),4.04(s,3H),1.69(s,9H).
13C NMR(100MHz,CDCl3),δ(ppm):165.9,157.7,148.1,127.6,126.2,125.3,122.2,113.9,67.7,61.4,57.5,29.9.
MS(ESI):m/z:Calcd.For C21H22N2O11H+[M+H]+:479.41.Found:479.4.
(3)化合物26的合成
在氩气保护下，将化合物25(1g,0.002mol)以及CH3O(CH2CH2O)2CH2CH2NH2(0.5g,0024mol)加入到100mL圆底烧瓶，加入40mL二氯甲烷溶解，室温搅拌10h。TLC检测反应进度，反应结束后，减压蒸馏除去溶剂，硅胶柱色谱分离出纯的产物0.8g，产率约为72％。
化合物26的理化参数为：
1H NMR(400MHz,CDCl3),δ(ppm):7.72(s,1H),7.33(s,1H),4.95(s,2H),4.42(s,2H),4.04(s,3H),3.62-3.59(m,2H),3.52-3.48(m,12H),3.34(s,3H),3.20-3.15(m,2H),1.69(s,9H).
13C NMR(100MHz,CDCl3),δ(ppm):166.9,157.6,155.2,148.2,128.6,126.1,124.3,122.1,113.6,70.1,68.7,62.4,56.5,40.8,28.9.
MS(ESI):m/z:Calcd.For C24H38N2O12H+[M+H]+:547.24.Found:547.2
(4)化合物27的合成
在氩气保护下，将化合物26(0.8g,0.0015mol)加入到100mL圆底烧瓶中，加入40mL的二氯甲烷溶解，加入8mL三氟乙酸，反应混合物在室温下搅拌，反应时间为5h。反应结束后，减压蒸馏旋干溶剂，用适量二氯甲烷溶解，再减压蒸馏旋干，重复三次，产物无需进一步纯化，得到产物0.52g，产率约为78％。
化合物27的理化参数为：
1H NMR(400MHz,CDCl3),δ(ppm):7.74(s,1H),7.31(s,1H),4.96(s,2H),4.32(s,2H),4.02(s,3H),3.72-3.69(m,2H),3.54-3.49(m,12H),3.35(s,3H),3.25-3.18(m,2H).
13C NMR(100MHz,CDCl3),δ(ppm):168.9,157.8,155.1,149.2,129.6,126.6,125.3,122.5,113.3,70.8,68.1,62.5,56.1,40.2。
MS(ESI):m/z:Calcd.For C20H30N2O12H+[M+H]+:491.17.Found:491.1.
实施例12:光敏功能分子28的合成
光敏功能分子28的合成路线
化合物28的合成
化合物28的合成方法参考化合物24的合成方法。
化合物28的理化参数为：
1H NMR(400MHz,CDCl3),δ(ppm):7.64(s,1H),7.51(s,1H),4.67(s,2H),4.51(t,J＝7.9Hz,2H),4.02(s,3H)，2.66(t,J＝8.8Hz,2H).
13C NMR(100MHz,CDCl3),δ(ppm):187.6,153.4,151.0,141.2,125.7,110.0,106.1,70.5,61.2,55.2，34.2。
MS(ESI):m/z:Calcd.For C11H13NO7H+[M+H]+:272.06.Found:272.1.
光敏分子引入材料表/界面实施例：
实施例13光敏功能分子(化合物15)引入水凝胶体系
称取14mg的光响应单体化合物15溶于1mL D-PBS加入到5mL离心管中，并加入80mgHEMA、60mg PEG300以及交联剂双丙烯酸酯聚乙二醇(2000)55mg，涡旋2min，使体系混合均匀，通氮气15min，加入10μL 2mol/L的过硫酸铵溶液以及1mol/L四甲基乙二胺溶液，混合均匀后溶液移至24孔板内，每孔取300μL，氮气保护下，室温静置2h，即得光敏水凝胶。
实施例14光敏功能分子(化合物12)引入聚苯乙烯微球体系
配取溶液A：64mL乙醇中加入1.14mL曲通-X100和1.25克聚乙烯基吡咯烷酮；
聚苯乙烯微球制备：溶液A中加入16mL苯乙烯和引发剂AIBN0.58克，所得混合溶液搅拌均匀，氮气除氧后70℃加热搅拌反应24h，所得白色乳液分离离心，用乙醇清洗后得聚苯乙烯微球，电镜显示尺寸均匀，大小为3.0-4.0μm，真空干燥后待用；
配取溶液B：取2克PVA(聚乙烯醇)和0.5克SDS(十二烷基苯磺酸钠)溶于200mL水中；
光敏核壳微球制备：取0.45克上述聚苯乙烯微球溶于15mL溶液B中，针式超生直至分散均匀，再加入含6.7mL的甲基丙烯酸，6.7mL的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和0.14克AIBN的甲苯溶液16mL，并加入400mg光敏分子(化合物12)，所得混合物搅拌乳化，所得乳液保持30℃搅拌过夜，以确保聚苯乙烯微球的充分溶胀。然后氮气除氧后，体系升温至70℃搅拌反应24h，得光敏核壳聚苯乙烯微球，离心纯化分别用水，四氢呋喃，丙酮清洗后冻干待用。显微镜显示尺寸均匀，大小为5.0-6.0μm。
实施例15光敏功能分子(化合物12)引入琼脂糖凝胶体系
琼脂糖烯丙基缩水甘油醚活化采用文献方法(Johansson B L,Belew M,ErikssonS,et al.J.Chromatogr.A,2003,1016(1):21)。
取10mL活化基质，加入含6.7mL的甲基丙烯酸，6.7mL的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和0.14克AIBN的甲苯溶液16mL，并加入400mg光敏分子(化合物12)，所得混合物搅拌氮气除氧后，体系升温至70℃搅拌反应24h，冷却后得光敏琼脂糖微球，离心纯化分别用水，四氢呋喃，丙酮清洗后冻干待用。显微镜显示尺寸均匀，大小为5.0-6.0μm。
由以上实例13-15可以看出，实施例13-15最终可在各种材料表面引入光敏功能分子，且含量可调，可作为载体构建各种生物芯片、体外检测诊断试剂、酶催化反应、组织工程等材料蛋白固定基质。
材料表/界面蛋白光控共价固定实施例：
实施例16水凝胶表面蛋白的可控固定
选取罗丹明(Rho-)标记的蛋白BSA作为模型蛋白。将上述实施例13中制备水凝胶置于DPBS中平衡后取出。使水凝胶与光掩膜版贴合，用光强为10mw/cm2的365nm波长的紫外光照射两分钟。取下水凝胶后，用D-PBS溶液轻轻冲洗被照射的一面，浸泡于0.5mg/mL罗丹明标记的牛血清蛋白溶液中，浸泡20min。将水凝胶取出后，置于异丙醇/D-PBS混合溶液(体积比1:1)中清洗，以去除物理吸附的牛血清蛋白。清洗时，置于摇床中摇荡，每小时换新的异丙醇/DPBS溶液，更换六次后，置于D-PBS中平衡。最后，处理后的水凝胶于激光共聚焦下观察蛋白的定点固定情况。附图2是激光共聚焦显微镜拍摄的水凝胶上图案化固定Rho-BSA图片。从图中可以看出，结合光时间、空间以及剂量可控光的优势，可以通过光刻掩膜技术实现蛋白在水凝胶表面时空、剂量可控的固定蛋白。
用Bradford-考马斯亮蓝法，测定加入光照水凝胶前后溶液中蛋白的吸收差计算水凝胶表面蛋白的固定量，固定量达300ug/g。
将上述制备水凝胶置于DPBS中平衡后取出。水凝胶以50μm/s的速率穿过光强为10mw/cm2的365nm波长的紫外光照射区域，这样水凝胶刚进入光辐照区域的部分要比后进入部分受照射时间长。光照后的水凝胶，用D-PBS溶液轻轻冲洗被照射的一面，浸泡于0.5mg/mL罗丹明标记的牛血清蛋白溶液中，浸泡20min。将水凝胶取出后，置于异丙醇/DPBS混合溶液(体积比1:1)中清洗，以去除物理吸附的牛血清蛋白。清洗时，置于摇床中摇荡，每小时换新的异丙醇/DPBS溶液，更换六次后，置于DPBS中平衡。最后，处理后的水凝胶于激光共聚焦下观察蛋白的梯度定量固定情况。
实施例17聚苯乙烯微球表面蛋白的光可控固定
选取罗丹明(Rho-)和荧光素(FITC-)标记的蛋白BSA和gelatin作为模型蛋白。将实施例14中的微球分散于PBS中最终浓度为2mg/mL，分别取500μL光照不同时间后与500μL模型蛋白PBS溶液(500μg/mL)共混，搅拌反应5min至20min不等实现微球表面可控蛋白固定。用细胞流式仪定量微球表面蛋白固定量。也可做荧光蛋白浓度和相应的荧光强度做标准曲线，根据加入微球光照固定蛋白前后上清液中荧光蛋白的荧光强度差值，计算单位微球固定的蛋白量。附图3是聚苯乙烯微球光照Rho-BSA蛋白固定后的荧光共聚焦显微镜，从图中可以看出在聚苯乙烯微球表面有明显的荧光染料标记蛋白的荧光，表明Rho-BSA经过光照被成功的固定到聚苯乙烯微球表面。
实施例18琼脂糖微球表面蛋白的光可控固定
选取罗丹明(Rho-)和荧光素(FITC-)标记的蛋白BSA和gelatin作为模型蛋白。将实例15中琼脂糖光敏凝胶介质分散于PBS中最终浓度为2mg/mL，分别取500μL光照不同时间后与500μL模型蛋白PBS溶液(500μg/mL)共混，搅拌反应5min至20min不等实现微球表面可控蛋白固定。用细胞流式仪定量微球表面蛋白固定量。也可做荧光蛋白浓度和相应的荧光强度做标准曲线，根据加入微球光照固定蛋白前后上清液中荧光蛋白的荧光强度差值，计算单位微球固定的蛋白量。
材料表面生物活性因子光控共价固定应用实施例：
实施例19水凝胶表面固定蛋白调控细胞行为应用
按照实施例16的步骤，将实施例13中的光敏水凝胶置于DPBS中平衡后，使水凝胶与条形图案光掩膜版贴合，用光强为10mw/cm2的365nm波长的紫外光照射两分钟。取下水凝胶后，用D-PBS溶液轻轻冲洗被照射的一面，浸泡于0.5mg/mL蛋白(黏附性蛋白包括纤维连接蛋白，胶原或明胶等)溶液中，浸泡2h。将水凝胶取出后，用DPBS洗去非共价键固定的蛋白，水凝胶置于无血清DMEM培养基中平衡。HUVEC细胞经胰酶处理后，将细胞种植于固定蛋白的水凝胶表面，密度为20000/cm2，培养条件为DMEM培养基，10％FBS，1％P/S，于37℃，5％CO2，培养12h。12h后带有细胞的水凝胶经染色后于激光共聚焦显微镜下观察细胞的分布及生长情况。附图4是利用gelatin(明胶)作为粘附蛋白的细胞可调控粘附图，从图中可以看出细胞选择性地黏附在蛋白光固定区域，所固定的蛋白保持生物活性进一步介导细胞的粘附与生长。
实施例20聚苯乙烯核壳微球表面固定抗体制备免疫检测微球
将实施例14中的聚苯乙烯光敏微球1％(w/v)分散在10mM PBS溶液中，365nm LED等光照5min(光强：20mW/cm2)，得A溶液；
将C反应蛋白(CPR)单克隆抗体用10mM PBS溶液稀释到1mg/mL，得B溶液；
取20μL B溶液加入到100μL A溶液中，孵育30min，加入2μL 10％BSA封闭，5000rpm离心5min，所得沉淀加入重悬液(0.05％叠氮化钠，10mMPBS，pH＝7.2)1mL，4℃避光保存，得CPR抗体包被的免疫微球。
实施例21聚苯乙烯核壳微球表面固定酶制备酶催化载体
将实施例14中的聚苯乙烯光敏微球1％(w/v)分散在10mM PBS溶液中，365nm LED等光照5min(光强：20mW/cm2)，得A溶液；
将漆酶用10mM PBS溶液稀释到1mg/mL，得B溶液；
取20μL B溶液加入到100μL A溶液中，孵育30min，5000rpm离心5min，所得沉淀加入重悬液(10mMPBS，pH＝7.2)1mL，4℃避光保存，得漆酶包被的酶催化载体微球。
实施例22琼脂糖凝胶表面固定蛋白M制备IgY抗体亲和分离介质。
将实例15中的琼脂糖光敏凝胶微球1％(w/v)分散在10mM PBS溶液中，365nm LED等光照5min(光强：20mW/cm2)，得A溶液；
将免疫球蛋白M用10mM PBS溶液稀释到1mg/mL，得B溶液；
取20μL B溶液加入到100μL A溶液中，孵育30min，5000rpm离心5min，所得沉淀加入重悬液(10mMPBS，pH＝7.2)并用20μL 10％BSA封闭，5000rpm离心5min，加PBS(10mM，pH＝7.2)溶液得蛋白M共价包被的琼脂糖凝胶介质。
由以上实例19-22可以看出，本实施例最终可在各种材料表面实现高效、快速、方便的蛋白等生物活性因子的共价固定，而且固定的生物活性因子保持生物活性，可以用于生物领域中生物芯片、体外检测诊断试剂、酶催化反应、组织工程等材料或载体上蛋白、酶、抗体等生物活性因子的固定。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.光生醛/酮基光敏功能分子，其特征在于，具有式I结构：
其中，X选自氧、硫、氮或磷酸酯类取代基；
R1选自H、卤原子、羟基、巯基、氨基、硝基、氰基、醛基、酮基、酯基、酰胺基、膦酸基、膦酸酯基、磺酸基、磺酸酯基、砜基、亚砜基、芳基、杂芳基、烷基或改性烷基；
R2选自氢、醚键类取代基、酯键类取代基、碳酸酯键类取代基、氨基甲酸酯键类取代基或磷酸酯键类取代基；
R3，R4，R5，R6可自由的选自氢、卤原子、羟基、巯基、胺基、硝基、氰基、醛基、酮基、酯基、酰胺基、膦酸基、膦酸酯基、磺酸基、磺酸酯基、砜基、亚砜基、芳基、杂芳基、烷基、烷氧基、亚烷基、改性烷基、改性的烷氧基或改性亚烷基；
R7为可与基质表面发生化学反应的功能基团，同时R7与R3，R4，R5，R6中任意一个或多个基团相连接，式I中R7所含与基质表面发生作用的基团选自丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯，硅氧烷试剂、环氧试剂、多巴胺、巯基、氨基、羧酸、叠氮、苯乙烯基、炔基、马来酰亚胺基、四氮唑基、乙烯基或醛基；R7与R3，R4，R5或R6连接的基团选自醚键、酯键、碳酸酯键、氨基甲酸酯键或磷酸酯键。
2.根据权利要求1所述光生醛/酮基光敏功能分子，其特征在于，所述卤原子各自独立地选自F、Cl、Br、I；
所述芳基为5～10元芳香单环或芳香稠合双环结构；
所述杂芳基为环上含有选自O、S、N或Si中的至少一种杂原子的5～10元芳香单环或芳香稠合双环结构；
所述烷基为具有1～30个碳原子的饱和或不饱和脂肪族直链或支链的烷基/亚烷基；
所述亚烷基为具有1～30个碳原子的饱和或不饱和脂肪族直链或支链的亚烷基；
所述改性烷基为烷基的任意碳原子被选自卤原子、-OH、-SH、-NO2、-CN、-CHO、-COOH、酯基、芳基、-CO-、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、伯氨基、仲胺基、叔胺基或季铵盐基替代，所述改性烷基具有1～30个原子，其碳碳单键可任意地被碳碳双键或碳碳叁键替换；
所述改性亚烷基为亚烷基的任意碳原子被选自卤原子、-OH、-SH、-NO2、-CN、-CHO、-COOH、酯基、芳基、-CO-、-O-、-S-、-SO-、-SO2-、伯氨基、仲胺基、叔胺基或季铵盐基替代，所述改性亚烷基具有1～30个原子，其碳碳单键可任意地被碳碳双键或碳碳叁键替换；
所述醚键类取代基选自以下结构：
烷基-(CH2)xCH3或改性烷基、-(CH2CH2O)xCH3、-(CH2)x(CH2CH2O)yCH3、-(CH2)xN+(CH3)2(CH2)ySO3 -、-(CH2)xN+(CH3)2(CH2)yCOO-、其中x和y≥0且为整数；
所述酯键类取代基选自以下结构：
-CO(CH2)xCH3、-CO(CH2CH2O)xCH3、-CO(CH2)x(CH2CH2O)yCH3，-CO(CH2)xN+(CH3)2(CH2)ySO3 -、-CO(CH2)xN+(CH3)2(CH2)yCOO-，其中x和y≥0且为整数；
所述碳酸酯键类取代基选自以下结构：
-COO(CH2)xCH3、-COO(CH2CH2O)xCH3、-COO(CH2)x(CH2CH2O)yCH3，-COO(CH2)xN+(CH3)2(CH2)ySO3 -、-COO(CH2)xN+(CH3)2(CH2)yCOO-，其中x和y≥0且为整数；
所述氨基甲酸酯键类取代基选自以下结构：
-CONH(CH2)xCH3、-CONH(CH2CH2O)xCH3、-CONH(CH2)x(CH2CH2O)yCH3、-COO(CH2)xN+(CH3)2(CH2)ySO3 -、-COO(CH2)xN+(CH3)2(CH2)yCOO-，其中x和y≥0且为整数；
所述磷酸酯键类取代基选自以下结构：
其中x和y≥0且为整数。
3.一种材料表/界面光生醛/酮基共价固定生物活性因子的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)光生醛/酮基光敏功能分子备用；
2)材料表/界面光生醛/酮基光敏功能分子的引入；
3)材料表/界面光生醛/酮基共价固定生物活性因子，实现生物活性因子在基底材料上的共价固定。
4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述材料包括玻璃基质、金属基质、有机聚合物基质、或上述材料构建的复合基质。
5.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述生物活性因子选自具有生物相容性的蛋白、多糖、多肽、多聚赖氨酸、酶、抗体或细胞生长因子；
优选地，所述生物活性因子为能与细胞表面整合素发生亲和作用的粘附蛋白、检测蛋白原相应的单克隆抗体、具备催化活性的酶、或，与待纯化蛋白具有亲和作用的抗体或抗原。
6.根据权利要求3所述方法，其特征在于，步骤2)中，材料表/界面光生醛/酮基光敏功能分子的引入方法如下：将式I的任一化合物作为光生醛/酮光敏功能分子，通过表面接枝或共聚的方式在材料表面引入光敏功能分子，在引入光敏功能分子时，光生醛/酮光敏功能分子摩尔含量控制为0-50％，但不包括0；
优选地，光生醛/酮光敏功能分子通过乙烯基共聚方式引入水凝胶、聚合物纳米载体、或琼脂糖凝胶亲和介质中。
7.根据权利要求3所述方法，其特征在于，步骤3)材料表/界面光生醛/酮基共价固定生物活性因子的方法为：
i)将含光生醛/酮基光敏功能分子的材料进行光照；
ii)光照后材料浸泡于溶有生物活性因子的溶液中；
iii)取出材料，清洗或置换去除物理粘附到材料表面的生物活性分子。
8.根据权利要求7所述方法，其特征在于，进行光照的波长为250-500nm，优选为300-400nm，进一步优选为365nm，光强为10mw/cm2，照射2分钟到15分钟；
生物活性因子在溶液中浸泡浓度为5-500μgmL-1。
9.如权利要求3所述方法制得的表/界面共价固定有生物活性因子的光生醛/酮基材料，所述生物活性因子选自蛋白、多肽、生长因子、抗体或酶。
10.如权利要求9所述表/界面共价固定有生物活性因子的光生醛/酮基材料在生物传感、生物酶反应器、体外诊断试剂或植入材料领域的应用；
优选地，包括以下应用：
表/界面共价固定有粘附蛋白的光生醛/酮基材料实现细胞行为调控，实现其在细胞支架、植入体领域的应用，
表/界面共价固定有抗体的光生醛/酮基材料在体外免疫检测诊断的应用，
表/界面共价固定有酶的光生醛/酮基材料在酶催化，生物反应器中的应用，
表/界面共价固定有亲和蛋白的光生醛/酮基材料在蛋白纯化领域的应用。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109824565A (zh) * 2019-03-25 2019-05-31 华东理工大学 一种光响应性多功能化学交联剂及其制备方法与应用
CN111662219A (zh) * 2020-06-18 2020-09-15 华东理工大学 一种含有二硫键的双重响应功能分子、水凝胶微球的制备方法及应用
CN113402432A (zh) * 2021-06-07 2021-09-17 华东理工大学 光敏分子及包含该光敏分子的表面增强拉曼检测基片的制备方法
WO2022210226A1 (ja) * 2021-03-31 2022-10-06 富士フイルム株式会社 樹脂組成物、硬化物、積層体、硬化物の製造方法、及び、半導体デバイス、並びに、化合物

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105131315A (zh) * 2014-11-27 2015-12-09 华东理工大学 非自由基光化学交联水凝胶材料制备方法、其产品及应用
CN105153362A (zh) * 2015-08-07 2015-12-16 天津大学 一种光敏型水凝胶及其制备方法和应用

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105131315A (zh) * 2014-11-27 2015-12-09 华东理工大学 非自由基光化学交联水凝胶材料制备方法、其产品及应用
CN105153362A (zh) * 2015-08-07 2015-12-16 天津大学 一种光敏型水凝胶及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DU JIN-ZHI等: "Micelle-to-vesicle morphological transition via light-induced rapid hydrophilic arm detachment from a star polymer", 《CHEMICAL COMMUNICATIONS》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109824565A (zh) * 2019-03-25 2019-05-31 华东理工大学 一种光响应性多功能化学交联剂及其制备方法与应用
CN109824565B (zh) * 2019-03-25 2022-10-25 华东理工大学 一种光响应性多功能化学交联剂及其制备方法与应用
CN111662219A (zh) * 2020-06-18 2020-09-15 华东理工大学 一种含有二硫键的双重响应功能分子、水凝胶微球的制备方法及应用
WO2022210226A1 (ja) * 2021-03-31 2022-10-06 富士フイルム株式会社 樹脂組成物、硬化物、積層体、硬化物の製造方法、及び、半導体デバイス、並びに、化合物
CN113402432A (zh) * 2021-06-07 2021-09-17 华东理工大学 光敏分子及包含该光敏分子的表面增强拉曼检测基片的制备方法

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