发明内容

为了改善现有技术的不足，本发明的目的是提供一种将表面生物功能化以模块化方式进行的双亲性高分子。

本发明提出使用模块化的概念来对生物医学材料进行时间和空间可控的生物功能化。该方法将生物功能化依据其化学连接的结构划分出两个稳定的中间体，在需要的时间和位置使两种中间体发生偶联反应，从而在材料的表面完成生物功能化。本发明据此概念提供一种能够将表面生物功能化以模块化方式进行的双亲性高分子，其对表面疏水性固体材料的表面修饰分两步进行，实现材料的生物功能化。具体步骤是：(一)对材料疏水性表面进行生物相容性修饰，(二)选择不同的生物功能化模块通过偶联反应连接到上述获得的生物相容性表面，实现基底材料的生物功能化。处理后的材料能够在需要的时间和位置有效保持蛋白质的活性，并具有低的细胞毒性。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种双亲性高分子，其中，所述高分子由如下原料制备得到：

侧链具有反应性基团Y¹和X¹的聚合物、化合物R-X²、一端具有反应性基团Y²另一端具有基团Z¹的聚乙二醇、以及任选地一端具有反应性基团Y²另一端具有反应惰性基团R²的聚乙二醇，其中，Y¹与Y²能够发生反应，使连有基团Z¹的聚乙二醇以及任选的连有反应惰性基团R²的聚乙二醇连接到聚合物的侧链上；X¹与X²发生反应，使R基团连接到聚合物的侧链上；所述基团Z¹选自炔基、烯基、叠氮基、四嗪基、二烯基或马来酸酐。

根据本发明，所述双亲性高分子可以通过一锅法进行制备，所述方法包括：

将侧链具有反应性基团Y¹和X¹的聚合物、化合物R-X²、一端具有反应性基团Y²另一端具有基团Z¹的聚乙二醇、以及任选地一端具有反应性基团Y²另一端具有反应惰性基团R²的聚乙二醇进行反应，制备得到所述双亲性高分子。

根据本发明，所述双亲性高分子可以通过两步法进行制备，所述方法包括：

将侧链具有反应性基团Y¹和X¹的聚合物与化合物R-X²，进行反应，再将上述产物与一端具有反应性基团Y²另一端具有基团Z¹的聚乙二醇、以及任选地一端具有反应性基团Y²另一端具有反应惰性基团R²的聚乙二醇进行反应，制备得到所述双亲性高分子；

或者，将侧链具有反应性基团Y¹和X¹的聚合物与一端具有反应性基团Y²另一端具有基团Z¹的聚乙二醇、以及任选地一端具有反应性基团Y²另一端具有反应惰性基团R²的聚乙二醇进行反应，再将上述产物与化合物R-X²进行反应，制备得到所述双亲性高分子。

根据本发明，所述反应性基团X¹、X²、Y¹、Y²选自羟基、氨基、羧基、醛基、酮基、酯基、巯基、马来酰亚胺、α-卤代羰基、炔基、烯基、叠氮基、四嗪基。其中，反应性基团X¹与X²、Y¹与Y²互为反应性基团，可以发生反应。

例如，氨基与羧基缩合反应得到酰胺连接基团，或者氨基与醛基或酮基反应得到希夫碱连接基团，或者羟基与羧基缩合反应得到酯连接基团，或者羟基与羟基脱水进行缩合反应得到醚连接基团，或者马来酰亚胺与巯基进行加成反应，或者巯基与α-卤代羰基发生的取代反应，或者氨基与酯基反应得到酰胺连接基团，或者炔基与叠氮基发生点击反应得到连接基团，或者烯基与四嗪基发生点击反应得到连接基团。

其中，炔基与叠氮基发生点击反应是本领域中已知的反应，例如：由金属离子(例如Cu(I))催化的叠氮化物-炔环加成反应(Sharpless反应，炔基一般在端基)，或者，环张力催化的叠氮化物-炔环加成反应(SPAAC反应，炔基位于张力环的中间)。

其中，烯基与四嗪基发生点击反应是本领域中已知的反应，例如环烯烃与四嗪基发生环加成反应。

示例性地，当X¹为氨基时，X²为羧基、醛基、酮基、酯基中的至少一种；当X¹为羟基时，X²为羧基、羟基中的至少一种；当X¹为巯基时，X²为马来酰亚胺、α-卤代羰基中的至少一种；当X¹为炔基时，X²为叠氮基；当X¹为烯基时，X²为四嗪基。反之也成立，例如当X²为氨基时，X¹为羧基、醛基、酮基、酯基中的至少一种。

示例性地，当Y¹为氨基时，Y²为羧基、醛基、酮基、酯基中的至少一种；当Y¹为羟基时，Y²为羧基、羟基中的至少一种；当Y¹为巯基时，Y²为马来酰亚胺、α-卤代羰基中的至少一种；当Y¹为炔基时，Y²为叠氮基；当Y¹为烯基时，Y²为四嗪基。反之也成立，例如当Y²为氨基时，Y¹为羧基、醛基、酮基、酯基中的至少一种。

在一个实施方式中，所述聚乙二醇为链状聚乙二醇，优选的，重复单元数为1-600之间的整数，优选为2-300之间的整数，进一步优选为4-200之间的整数。

作为一个实例，所述一端具有反应性基团Y²另一端具有基团Z¹的聚乙二醇可以商购，也可以采用本领域的常规方法进行制备。在聚乙二醇与反应性基团Y²、Z¹之间可以直接连接，即作为封端基团，也可以通过任意的间隔基团进行连接，这依赖于采用本领域的常规方法将反应性基团Y²、Z¹引入到聚乙二醇的两端。在聚乙二醇与反应性基团Y²、Z¹之间的间隔基团可以是任意的，只要不影响本发明制备双亲性高分子。

作为一个实例，所述一端具有反应性基团Y²另一端具有反应惰性基团R²的聚乙二醇可以商购，也可以采用本领域的常规方法进行制备。在聚乙二醇与反应性基团Y²、反应惰性基团R²之间可以直接连接，即作为封端基团，也可以通过任意的间隔基团进行连接，这依赖于采用本领域的常规方法将反应性基团Y²、反应惰性基团R²引入到聚乙二醇的两端。在聚乙二醇与反应性基团Y²、反应惰性基团R²之间的间隔基团可以是任意的，只要不影响本发明制备双亲性高分子。

在一个实施方式中，所述反应惰性基团R²可以为C_1-6烷氧基，例如甲氧基、乙氧基。

在一个实施方式中，所述疏水基团R为C_4-25烷基、C_4-25烯基、C_4-25炔基、C_6-36芳基。

在一个实施方式中，所述具有反应性基团Y¹和X¹的聚合物具有主链和侧链，所述主链包括碳原子和至少一种杂原子，所述杂原子例如为氧、氮、硫、硅等；所述侧链包括反应性基团Y¹和X¹，优选侧链的端基包括反应性基团Y¹和X¹。所述具有反应性基团Y¹和X¹的聚合物例如为：具有反应性基团Y¹和X¹的聚醚、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚硫橡胶、聚硅橡胶-聚酰胺、聚乙烯亚胺、聚氨基酸等；作为实例，所述聚氨基酸为多聚左旋赖氨酸，以及人工合成的多聚右旋赖氨酸等。

根据本发明，所述具有反应性基团Y¹和X¹的聚合物的主链重复单元数为2-2000的整数，优选2-1000，更优选2-500。

根据本发明，所述具有反应性基团Y¹和X¹的聚合物侧链上的反应性基团X¹、Y¹相同或不同。当所述反应性基团X¹、Y¹相同时，上述反应性基团部分与具有反应性基团的聚乙二醇反应，部分与化合物R-X²反应。当所述反应性基团X¹、Y¹不同时，可以使其中一种反应性基团与具有反应性基团的聚乙二醇反应，使另一种反应性基团与化合物R-X²反应。

在一个实施方式中，所述双亲性高分子的主链即是反应物(具有反应性基团Y¹和X¹的聚合物)的主链，所述双亲性高分子的侧链包括如下四类侧链：

1)含有未发生反应的反应性基团Y¹和X¹的侧链，即为侧链1，

2)含有基团R的侧链，即为侧链2，

3)含有一端为连接有基团Z¹的聚乙二醇(-聚乙二醇-Z¹)的侧链，侧链3，

4)含有一端为反应惰性基团R²的聚乙二醇(-聚乙二醇-R²)的侧链，即为侧链4。

在一个实施方式中，所述双亲性高分子中，侧链3占侧链3和侧链4总量的摩尔百分比为0.1％-100％，优选1％-100％，更优选10％-100％。

在一个实施方式中，所述双亲性高分子中，侧链3和侧链4的总量占全部侧链总量的摩尔百分比为2％-98％，优选5％-90％，更优选10％-80％。

在一个实施方式中，所述双亲性高分子中，侧链2占全部侧链总量的摩尔百分比为2％-98％，优选5％-90％，更优选10％-80％。

在一个实施方式中，所述双亲性高分子中，侧链2、侧链3和侧链4的总量占全部侧链总量的摩尔百分比为5％-100％，优选20％-100％，更优选40％-100％。

根据本发明，上述步骤中，所述反应均为本领域的常规反应步骤，示例性地，所述反应的温度为10-40℃。

根据本发明，所述X¹与X²进行反应时，或者所述Y¹与Y²进行反应时，例如可以在偶联剂促进下进行。例如氨基与羧基在偶联剂存在下缩合反应得到酰胺连接基团，或者羟基与羧基在偶联剂存在下缩合反应得到酯连接基团。所述偶联剂例如为碳二亚胺衍生物，选自1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺盐酸盐，或N,N-二环己基碳二亚胺，加入量与反应物的摩尔比为1至1000，优选1至500，更优选1至100。

本发明还提供一种双亲性高分子的制备方法，所述方法包括如下步骤：

将侧链具有反应性基团Y¹和X¹的聚合物与化合物R-X²、一端具有反应性基团Y²另一端具有基团Z¹的聚乙二醇、以及任选地一端具有反应性基团Y²另一端具有反应惰性基团R²的聚乙二醇进行反应，制备得到所述双亲性高分子；其中，Y¹与Y²发生反应，使连有基团Z¹的聚乙二醇以及连有反应惰性基团R²的聚乙二醇连接到聚合物的侧链上；X¹与X²发生反应，使R基团连接到聚合物的侧链上。

本发明还提供一种双亲性高分子，其中，所述高分子的结构如式I所示：

所述聚合物含有主链和侧链，所述主链含有碳原子和至少一种杂原子，所述侧链中至少部分侧链分别含有A基团、和B基团，以及任选的D基团；

所述A基团为-X-R，其中X为连接基团，R为疏水基团；

所述B基团为-Y-L¹-PEG-L²-Z¹，所述D基团为-Y-L¹-PEG-L²-R²，其中，Y为连接基团，PEG为聚乙二醇，Z¹选自炔基、烯基、叠氮基、四嗪基、二烯基或马来酸酐，L¹、L²为直键或间隔基团，R²为反应惰性基团。

在一个实施方式中，所述X或Y为如下基团：

-CO-NH-、-O-、-CO-O-、-S-S-、-R³R⁴C＝N-、叠氮基与炔基发生点击反应得到的连接基团、四嗪与双键发生点击反应得到的连接基团中的任意一种，上述基团的顺序可颠倒，例如-CO-NH-代表-CO-NH-或-NH-CO-；其中，R³、R⁴相同或不同，彼此独立地选自H、C_1-6烷基；

其中，所述叠氮基与炔基发生点击反应得到的连接基团为三唑基，例如其中，R⁵选自H、C_1-6烷基，虚线代表C_3-10碳环，该碳环可存在也可不存在；

其中，四嗪与双键发生点击反应得到的连接基团为二氮杂环，例如其中，虚线代表C_3-10碳环，该碳环可存在也可不存在。

在一个实施方式中，所述X通过如下方法形成，将聚合物侧链上的反应性基团X¹与化合物R-X²中的反应性基团X²进行反应。所述反应性基团X¹、X²例如选自羟基、氨基、羧基、醛基、酮基、酯基、巯基、马来酰亚胺、α-卤代羰基、炔基、烯基、叠氮基、四嗪基中的至少一种。例如将聚合物侧链上的氨基与R-COOH反应得到-NH-CO-。

在一个实施方式中，所述Y通过如下方法形成，将聚合物侧链上的反应性基团Y¹与一端具有反应性基团Y²的聚乙二醇进行反应，所述反应性基团Y¹、Y²例如选自羟基、氨基、羧基、醛基、酮基、酯基、巯基、马来酰亚胺、α-卤代羰基、炔基、烯基、叠氮基、四嗪基中的至少一种。例如将聚合物侧链上的氨基与一端为琥珀酰亚胺酯基的聚乙二醇反应得到-NH-CO-。

所述PEG为聚乙二醇链段，其重复单元数为1-600之间的整数，优选为2-300之间的整数，更进一步优选4-200之间的整数。

在一个实施方式中，L¹、L²为直键或任意的可以将反应基团Y²、X¹引入聚乙二醇链段的间隔基团。

在一个实施方式中，所述R²可以为C_1-6烷氧基，例如甲氧基、乙氧基。

在一个实施方式中，所述R为C_4-25烷基、C_4-25烯基、C_4-25炔基，C_6-36芳基。

在一个实施方式中，所述聚合物的主链中除碳原子外，还含有氧、氮、硫、硅等至少一种杂原子。所述主链结构中包括例如为：聚醚主链、聚酯主链、聚酰胺主链、聚氨酯主链、聚硫橡胶主链、聚硅橡胶-聚酰胺主链、聚乙烯亚胺主链、聚氨基酸主链等结构的至少一种；

在一个实施方式中，所述聚氨基酸为多聚左旋赖氨酸，以及人工合成的多聚右旋赖氨酸等。

在一个实施方式中，所述聚合物中，含有B基团的侧链占含有B基团和D基团的侧链总量的摩尔百分比为0.1％-100％，优选1％-100％，更优选10％-100％。

在一个实施方式中，所述聚合物中，含有B基团和任选的D基团的侧链数占侧链总量的百分比为2％-98％，优选5％-90％，更优选10％-80％。

在一个实施方式中，所述聚合物中，含有A基团的侧链数占全部侧链总量的百分比为2％-98％，优选5％-90％，更优选10％-80％。

在一个实施方式中，所述聚合物中，含有A基团的侧链数与含有B基团和任选地D基团的侧链数之和占全部侧链总量的百分比为5％-100％，优选20％-100％，更优选40％-100％。

本发明还提供上述双亲性高分子的用途，其用于对表面疏水性基材进行生物功能化处理。

本发明还提供一种对表面疏水性基材进行生物功能化处理的方法，所述方法包括如下步骤：

a)将待处理的表面疏水性基材与双亲性高分子接触使表面疏水性基材形成生物相容性表面；

b)将步骤a)中的生物相容性表面与含有生物功能性基团的模块化试剂接触并发生反应，将生物功能性基团连接到所述生物相容性表面。

根据本发明，所述含有生物功能性基团的模块化试剂的结构式为Z²-R⁶-R¹，其中R¹为生物功能性基团，R⁶为寡聚乙二醇，Z²为能够与所述双亲性高分子中的基团Z¹发生偶联反应的基团。

优选地，所述基团Z²例如选自炔基、烯基、叠氮基、四嗪基、二烯基或马来酸酐的至少一种。优选地，所述寡聚乙二醇的重复单元为1-20。所述偶联反应例如为：炔基-叠氮基成环反应、狄尔斯-阿尔德反应、烯基和四嗪的环加成反应等。所述模块化试剂可以商购，也可以采用本领域的常规方法进行制备。

根据本发明，所述生物功能性基团为能够与蛋白质、多肽、氨基酸序列、DNA、RNA等生物分子结合的结合子。

根据本发明，所述结合子包括：通过螯合金属离子与寡聚组氨酸链结合的次氮基三乙酸(NTA)及其衍生物，如二次氮基三乙酸、三次氮基三乙酸、四次氮基三乙酸，或亚氨基二乙酸(IDA)及其衍生物；与亲和素结合的生物素；与HaloTag蛋白结合的连接子(HaloTagLigand(HTL))，如6-氯代正己烷；与SNAP蛋白连接的连接子，如苄基鸟嘌呤(Benzylguanine,BG)；与CLIP蛋白连接的连接子，如苄基胞嘧啶(Benzylcytosine,BC)；

根据本发明，所述结合子还包括：DNA链段、RNA链段以及能与蛋白质结合的氨基酸序列，如能与抗体结合的流感病毒血凝素HA氨基酸序列、FLAG氨基酸序列；所述DNA、RNA链段为能够与待检测生物分子互补的核苷酸或脱氧核苷酸序列，本发明所述DNA和RNA链段还可以是能与蛋白质结合的核酸适配体序列。

在一个实施方式中，所述模块化试剂选自生物功能化模块二苯并环辛炔-四聚乙二醇-生物素(DBCO-PEG4-BT)、二苯并环辛炔-十二聚乙二醇-生物素(DBCO-PEG12-BT)、四嗪-四聚乙二醇-生物素(TZ-PEG4-BT)、6-甲基四嗪-四聚乙二醇-生物素(MTZ-PEG4-BT)。

根据本发明，步骤a)中，所述接触例如可以是将待处理的表面疏水性基材与上述的双亲性高分子的分散液接触。所述分散液可以是改性聚合物的水溶液、有机溶液或有机溶剂和水形成的混合溶液。

根据本发明，步骤a)中，所述双亲性高分子覆盖待处理的表面疏水性基材。

根据本发明，所述双亲性高分子的水溶液、有机溶液或有机溶剂和水形成的混合溶液中双亲性高分子的浓度为小于1000g/L，优选小于200g/L，更优选小于10g/L。其中，所述混合溶液中，有机溶剂和水的体积比没有特别的限定，例如为1-99:99-1，例如为10-90:90-10。

根据本发明，所述水溶液包括纯水或缓冲盐溶液，所述缓冲盐溶液例如磷酸缓冲盐溶液、HEPES缓冲溶液、柠檬酸-柠檬酸三钠缓冲液。缓冲盐溶液的pH值为2-12，优选的pH值为7.4。

根据本发明，所述有机溶液为醇、酮、醚、酯、砜、烷基取代酰胺、卤代有机溶剂、芳香性有机溶剂，以及它们烷基衍生物、烯基衍生物、炔基衍生物、芳基和杂芳基衍生物。

本发明还提供上述对表面疏水性基材进行生物功能化处理得到的制品。

根据本发明，所述表面疏水性基材是指基材表面的水接触角大于60°的基材，例如大于90°。

根据本发明，所述表面疏水性基材包括可生物降解材料和非降解材料。

其中，所述可生物降解材料包括聚乳酸、聚酯、聚己内酯、和聚乳酸-聚酯共聚物、聚乳酸-聚己内酯共聚物等。

其中，所述非生物降解材料包括烯类和二烯类聚合物、聚苯乙烯、聚卤代乙烯、聚偏四氟乙烯等，以及聚醚、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚硫橡胶、聚硅橡胶和硅烷基聚合物等，如聚二甲基硅氧烷。

根据本发明，所述表面疏水性基材可以通过对亲水性基材的表面改性获得，例如使用带有巯基的化合物在金属上形成疏水性自组装单分子膜，如金、银、不锈钢等；所述带有巯基的化合物为C_4-25烷基硫醇、C_4-25烯基硫醇、C_4-25炔基硫醇和巯基取代的芳基。

根据本发明，所述表面疏水性基材还可以使用硅烷对亲水性的无机材料和有机材料进行表面改性获得，所述无机材料包括：金属氧化物如氧化钛、氧化锌、氧化铝、氧化铝合金、氧化锡等；无机氧化物如石英、玻璃、ITO玻璃等；硅酸盐、铝硅酸盐如云母、碳化硅等；所述有机材料包括经表面氧化处理的聚醚、聚砜、聚酰亚胺、聚苯乙烯、聚偏四氟乙烯和硅烷基聚合物等，如聚二甲基硅氧烷；所述表面氧化处理包括等离子处理和电晕放电处理。

根据本发明，所述硅烷包括甲基硅烷、二甲基硅烷、二乙基硅烷；还可以是氯硅烷，如二甲基氯硅烷、二甲基二氯硅烷；也可以是硅氧烷，如二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、二乙基二甲氧基硅烷；所述硅烷可选地包含芳香基。

根据本发明，疏水性基材为平面，也可以是二维微米/纳米结构图案、或者三维的微米/纳米结构，例如微珠、纳米颗粒、纳米纤维、纳米二维材料、不规则多孔材料等其中之一或者它们的组合。

[术语和解释]

本发明所述的烷基代表碳原子数为1-12的直链、支链或环状烷基，例如，甲基、乙基、丙基、丁基、异丁基、叔丁基等。

本发明所述的烯基代表碳原子数为2-12的直链、支链或环状烯基，例如，乙烯、丙烯、异丙烯、丁烯等。优选的，双键的数目为1到6的整数。

本发明所述的炔基代表碳原子数为2-12的直链、支链或环状炔基，例如，乙炔、丙炔、丁炔等。优选的，炔键的数目为1到6的整数。

本发明所述的芳基指具有6-36个碳原子的单环、或多环稠和芳香性基团，代表性的芳基包括：苯基、萘基、芘基等。

术语“碳环”、“碳环基”指具有呈单环的3-12个碳原子或呈双环的7-12个碳原子的单价非芳香族、饱和或部分不饱和环。碳环的实例包括但不限于环丙基、环丁基、环戊基、1-环戊-1-烯基、1-环戊-2-烯基、1-环戊-3-烯基、环己基、1-环己-1-烯基、1-环己-2-烯基、1-环己-3-烯基、环己二烯基、环庚基、环辛基、环壬基、环癸基、环十一烷基、环十二烷基等。

本发明所述氨基代表基团-NH₂、-NHR⁷或-NR⁷ ₂，其中，R⁷独立的选自H、烷基、芳基、杂芳基、杂环基。

本发明所述的醚基代表基团-OR⁸，其中，R⁸独立的选自C_1-6烷基、-(CH₂-CH₂O)n-CH₂-CH₃(n大于2)；所述醚基例如为甲基醚、乙基醚、丙基醚、异丙基醚、丁基醚、异丁基醚、叔丁基醚、环氧乙烷数为9-12的聚氧乙烯醚基等。

术语“反应惰性基团”不易与其他基团发生化学反应的基团，例如C_1-6烷氧基，例如甲氧基、乙氧基。

术语“反应性基团”也可称为“活性基团”，是指可与另一个“反应性基团”形成化学键的官能团。适合的化学键在本领域中众所周知，例如可以为：羟基、氨基、羧基、醛基、酮基、酯基、巯基、马来酰亚胺、α-卤代羰基、炔基、烯基、叠氮基、四嗪基。

术语“连接基团”是指将任意两个基团连接起来的基团，其是由两个“反应性基团”反应后形成的基团。

术语“间隔基团”是指通过常规反应将反应性基团或反应惰性基团引入聚乙二醇链端时可能形成的基团。该基团依赖于引入基团时所使用的制备方法。

术语“氨基酸”指自然存在和合成的氨基酸以及以类似于自然存在的氨基酸的方式起作用的氨基酸类似物和氨基酸模拟物。自然存在的氨基酸是遗传密码编码的氨基酸以及后来经修饰的那些氨基酸，例如羟基脯氨酸、γ-羧基谷氨酸、硒代半胱氨酸和O-磷酸丝氨酸。氨基酸类似物指具有与自然存在的氨基酸相同的基本化学结构，即与氢、羧基、氨基和R基团结合的α碳的化合物，例如高丝氨酸、正亮氨酸、甲硫氨酸亚砜、甲硫氨酸甲基锍。此类类似物具有经修饰的R基团(例如，正亮氨酸)或经修饰的肽骨架，但是保持了与自然存在的氨基酸相同的基本化学结构。可特别使用的一种氨基酸为瓜氨酸，这是精氨酸的衍生物并且牵涉于肝脏中尿的形成。氨基酸模拟物指结构与氨基酸的一般化学结构不同，但是以类似于自然存在的氨基酸的方式起作用的化学化合物。术语“非天然氨基酸”旨在表示上述20种自然存在的氨基酸的“D”型立体化学形式。应进一步理解，术语非天然氨基酸包括天然氨基酸的同源物或其D型异构体及天然氨基酸经合成修饰的形式。经合成修饰的形式包括但不限于侧链缩短或加长多达2个碳原子的氨基酸，包含经任选取代的芳基的氨基酸和包含卤化基团，优选卤化烷基和芳基的氨基酸并且还包括经N取代的氨基酸，例如N-甲基-丙氨酸。氨基酸或肽可通过氨基酸或肽的末端胺或末端羧酸与连接子/间隔基或细胞结合剂连接。氨基酸也可通过侧链活性基团，例如但不限于半胱氨酸的硫醇基、赖氨酸的ε胺或丝氨酸或苏氨酸的侧链羟基与连接子/间隔基或细胞结合剂连接。另外，合成修饰的氨基酸还可以从α碳引入反应性基团，例如，叠氮基、炔基、羰基、醛基、烯基、四嗪基的任意一种。

氨基酸和肽可受保护基团保护。保护基团是保护氨基酸或肽的N-端免受非期望反应的原子或化学部分并且可在合成期间使用。保护基团应在整个合成过程中保持与N-端连接，并且可在药物偶联物的合成完成之后通过选择性实现其去除的化学或其它条件去除。

适合N-端保护的保护基团在肽化学领域中众所周知。示例性保护基团包括但不限于甲酯、叔丁酯、9-芴基氨基甲酸甲酯(Fmoc)和苄氧羰基(Cbz)。

术语“肽”是指多个氨基酸的通过氨基和羧基结合形成的氨基酸序列，氨基酸残基数量为2-40的整数。

术语“结合子”是指能够与蛋白质、多肽、氨基酸等生物分子通过例如共价键、非共价键等方式结合的物质。

术语“连接子”也可称为“配体连接子”，英文为Ligand，其是指通过共价连接的方式与蛋白质、氨基酸、抗体、多肽等相连的基团。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种将表面生物功能化以模块化方式进行的双亲性高分子，通过引入亲水性成分和疏水性成分，克服了嵌段双亲性高分子的局限性，本发明提出使用模块化的概念来对生物医学材料进行时间和空间可控的生物功能化。该方法将生物功能化依据其化学连接的结构划分出两个稳定的中间体，在需要的时间和位置使两种中间体发生偶联反应，从而在材料的表面完成生物功能化。处理后的材料能够在需要的时间和位置有效保持蛋白质的活性，并具有低的细胞毒性。所述双亲性高分子具有如下优势：(1)使用双亲功能高分子模块对疏水材料进行一步覆盖，获得稳定的生物相容性表面，按时间和空间需要进行生物功能化。(2)能够通过选择不同的生物功能性基团模块，实现对基材生物功能化的多样性。(3)双亲性高分子能够通过侧链修饰灵活调节亲疏水性基团的数量和种类，满足对不同性质基材进行生物功能化的需要。