[发明专利]壳聚糖与金属铜离子配合物蛋白质印迹聚合物及其制法

说明书

技术领域

本发明涉及高分子化学和蛋白质选择性吸附和分离领域，特别是涉及一种具有蛋白质选 择性吸附和分离功能的壳聚糖与金属铜离子配合物蛋白质印迹聚合物及其制备方法和用途。

背景技术

近几十年来，蛋白质分离技术有了迅速的发展，人们一直希望能够人工合成具有类似生 物分子亲和识别能力的蛋白质分离介质。分子印记技术是近年来发展起来的一种新颖有效的 分离技术，目前，分子印迹所采用的模板分子由传统的小分子向蛋白质等大分子发展，根据 分子的大小、空间结构和电荷分布等进行蛋白质分离的蛋白质分子印迹技术就是在这个背景 下发展起来的[Analytica Chimica Acta，2004，504：163-166.]。

值得注意的是，天然聚合物壳聚糖是一种良好的蛋白质分子印迹功能单体，其具有良好 的生物相容性，有利于保持蛋白质的生物活性和空间构象，近年来壳聚糖在蛋白质分子印迹 中的研究已有报道[高分子材料科学与工程，2007，23(2)，235-237.]。此外，壳聚糖分子结 构中含有羟基、氨基等官能团，可以与金属离子形成稳定的配位结构，利用壳聚糖制备金属 离子的印迹聚合物的研究也有报道[高等学校化学学报.2006，8：1443-1447.]。由于金属离子能 够特异性的配位键合蛋白质分子中的某些基团，可以利用蛋白质上的氨基酸残基与金属离子 的相互作用来实现对模板蛋白的特异性选择和分离[Journal of Chromatography A.2008，1190： 18-26.]。

在制备蛋白质印迹聚合物的现有技术中，一般需要通过化学聚合反应等步骤，反应较复 杂，且在制备过程中容易导致蛋白质的变性失活等。此外，如何增加印迹聚合物对蛋白质的 特异性识别作用位点，从而提高印迹聚合物对蛋白质的选择性吸附和分离效果，也是制备蛋 白质印迹聚合物技术需要解决的问题。

基于上述背景技术，本发明采用天然高分子壳聚糖与金属铜离子形成的配合物为功能单 体，采用分子印迹技术印迹模板蛋白质分子，制备具有蛋白质选择性吸附和分离功能的蛋白 质印迹聚合物，该方法利用壳聚糖分子与模板蛋白质分子，以及金属铜离子与模板蛋白质分 子的相互作用，有效增加了印迹聚合物与模板蛋白质分子相结合的识别位点，从而提高了印 迹聚合物对模板蛋白质分子的识别能力以及对模板蛋白质分子选择性吸附和分离能力，同时 制备过程简单方便，且制备条件温和。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种壳聚糖与金属铜离子配合物蛋白质印迹聚合物， 其具有良好的选择性吸附模板蛋白质的能力，并且具有良好的蛋白质选择性分离功能，在蛋 白质选择性吸附和分离具有广泛的用途；同时，该聚合物的制备方法简单方便，易于控制， 可重复利用效果良好，成本低廉。

本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：

一种壳聚糖与金属铜离子配合物蛋白质印迹聚合物(CS/Cu-MIP)，采用天然高分子壳聚 糖与金属铜离子形成的配合物为功能单体，通过分子印迹技术印迹模板蛋白质分子，从而制 备得到具有蛋白质选择性吸附和分离功能的蛋白质印迹聚合物。

本发明还提供了上述壳聚糖与金属铜离子配合物蛋白质印迹聚合物的方法：壳聚糖先通 过其分子链上带有的羟基或氨基官能团与金属铜离子形成配合物，再将模板蛋白质BSA分子 进行包埋印迹，进而采用洗脱液除去该印迹聚合物内的模板蛋白质分子，使其内部留下与模 板蛋白质分子能够相互识别的位点和空穴结构，从而制备具有蛋白质选择性吸附和分离功能 的蛋白质印迹聚合物。

本发明提供的制备步骤包括：壳聚糖与金属铜离子配合物的制备，蛋白质印迹聚合物球 形颗粒的制备，蛋白质印迹聚合物球形颗粒的交联，以及模板蛋白质的洗脱。

(1)壳聚糖与金属铜离子配合物的制备：

称取1.5g～3g壳聚糖，加入到50mL～100mL质量百分比为2％乙酸溶液中，搅拌至壳聚糖 充分溶解后，超声除去气泡，制备3mg/mL的壳聚糖溶液，然后向其中加入0.1～0.2g CuSO₄·5H₂O，搅拌反应12～24小时，使混合物颜色变成澄清的蓝色溶液；

(2)蛋白质印迹聚合物球形颗粒的制备：