血栓形成仍是血液接触型医疗器械面临的关键挑战，常导致器械失效及潜在的致命并发症。尽管已开发出多种抗血栓表面，但仍缺乏能有效阻断凝血激活的材料。蛋白吸附诱导血栓形成，其构象变化对凝血影响机制仍不清晰。既有研究多集中于单一蛋白或单功能化表面，忽视全血中复杂蛋白相互作用动态。目前缺乏在聚合物表面、全血条件下原位探究蛋白构象变化的方法。
近期，四川大学赵长生教授团队在Bioactive Materials期刊上发表了一篇题为“Spatiotemporal evaluation of antithrombotic performance for biomaterials through monitoring β-sheet conformation changes at the blood interface”的文章。本文提出一种基于拉曼光谱用于监测血液凝固过程中的全血蛋白质构象变化的方法。在多个物种的全血中，均观察到蛋白构象β-折叠含量在凝血后显著增加，具有普适性，并验证了该现象被来自于纤维蛋白聚合。之后通过该方法，我们对AA/AMPS不同单体比例的抗凝涂层性能进行评价，通过抑制血液中β-折叠的效果来表征材料的抗血栓能力，并与APTT、TT进行验证对比。此外，该方法具有表征材料血液界面在空间上抗血栓的能力，特别是对具有非涂层区域、涂层局部缺陷区域以及垂直远离血液-涂层界面的区域，这些区域对β-折叠抑制效果有限，即抗血栓性能在这些区域具有局限性。
图1.通过拉曼光谱实时检测，不同物种（兔、猪、人）凝血前后 全血蛋白中β-折叠相对含量均显著上升，该β-折叠的上升与凝血密切相关，具有普适性。
图2.通过实时监测β -折叠构象变化，可原位检测抗凝血涂层在XYZ空间上的抗血栓性能。
该研究明确了在全血凝血中具有普适性的蛋白质构象变化，即β-折叠蛋白构象显著上升，并将该指标用于聚合物涂层界面抗凝血性能的研究。在聚合物涂层-全血界面原位监测复合蛋白构象的变化，首次阐明了对β-折叠蛋白的抑制作用与材料的抗血栓的性能紧密相关，并对涂层界面空间抗血栓能力进行了更精细的分析。
文章的第一作者是高分子科学与工程学院周辉博士和2023级硕士研究生许亦舟，通讯作者是魏强研究员和赵长生教授。