血液ベースの液体からのファウリングを最小限に抑えるための表面化学

体液/組織と接触すると、外因性材料は、表面にタンパク質の層を自発的に発達させます。生物医学のインプラントと機器の場合、有害な効果を持つ生物学的プロセスが起こる可能性があります。バイオセンシングプラットフォームの場合、それはかなり低い濃度で存在するターゲット分析物の検出/定量化を防ぐ圧倒的な背景信号と同義です。このユビキタスな問題に対処するために、タンパク質耐性コーティングをエンジニアリングするために長年にわたって多大な努力が捧げられてきました。現在、技術的には無関係な単一タンパク質緩衝溶液から、数ng cm（-2）までのファウリングを最小限に抑えることができるステルス有機アドレイヤーに関する広範な文献が利用可能です。残念ながら、血清や血漿などの非常に複雑なタンパク質の現実世界の培地にさらされた場合、そのようなレベルのパフォーマンスを提示すると報告されているコーティングはほとんどありません。ここでは、これらのかなり挑戦的な血液ベースの液体からのファウリングを最小限に抑えるために、これまでに開発された表面化学を簡潔にレビューします。吸着ダイナミクスについても説明します。

Upon contact with bodily fluids/tissues, exogenous materials spontaneously develop a layer of proteins on their surface. In the case of biomedical implants and equipment, biological processes with deleterious effects may ensue. For biosensing platforms, it is synonymous with an overwhelming background signal that prevents the detection/quantification of target analytes present in considerably lower concentrations. To address this ubiquitous problem, tremendous efforts have been dedicated over the years to engineer protein-resistant coatings. There is now extensive literature available on stealth organic adlayers able to minimize fouling down to a few ng cm(-2), however from technologically irrelevant single-protein buffered solutions. Unfortunately, few coatings have been reported to present such level of performance when exposed to highly complex proteinaceous, real-world media such as blood serum and plasma, even diluted. Herein, we concisely review the surface chemistry developed to date to minimize fouling from these considerably more challenging blood-based fluids. Adsorption dynamics is also discussed.