[发明专利]一种功能型吸附剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物大分子的分离吸附领域，特别涉及一种功能型吸附剂的制备方法。

背景技术

目前，智能型材料(环境敏感型聚合物、刺激-响应型聚合物)作为新型的功能材料已成为当今研究的热点。聚N-乙烯基己内酰胺(PNVCL)是一种具有最低临界溶液温度(LCST)特性的热敏性智能聚合物材料，随着外界温度的变化可在其LCST附件发生可逆相变。它属于乙烯基化的内酰胺化合物，其LCST正好处于生理温度的范围内(30～40℃)。它不仅具有良好的离子型水溶性、热敏性，同时还具有一定的生物相容性。正是由于这些优良的特性，PNVCL在生物大分子的分离、富集、固定化以及药物的包裹和缓释等领域具有潜在的应用价值。

磁性纳米颗粒因其其具有小尺寸效应、生物相容性，以及独特的磁学特性，如超顺磁性和高矫顽力，在生物分离和检测、酶的固定化和靶向药物投递等领域展现了广阔的应用前景。但是由于它具有较高的比表面积，强烈的聚集倾向，所以通常需对其表面进行修饰，降低粒子的表面，进而得到分散性较好的多功能性磁性纳米粒子。适当的表面修饰不仅可以改善其分散稳定性和生物相容性，还可以调节磁性纳米颗粒表面的反应活性，从而更利于其在细胞、蛋白质、核酸等生物大分子分离中的应用。

通过将热敏性聚合物对磁性纳米颗粒的表面进行改性修饰，不仅可以有效的提高磁性粒子的稳定性和分散性，而且可以赋予磁性粒子新的功能特性(即温度响应性)，当外界温度高于包含磁性纳米颗粒的热敏性聚合物的LCST时，磁性复合纳米颗粒的表面呈疏水性，由于蛋白质内部存在一定的疏水区域，通过疏水作用，能够有效的吸附蛋白质。当外界温度低于其LCST时，蛋白质可以快速地从热敏性磁性复合颗粒上解离出来，大大改进了磁性纳米粒子对生物大分子的分离。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种功能型吸附剂的制备方法，本发明操作简便、反应温和，样品来源方便，便于大规模提取纯化；本发明所得到的功能性磁性复合颗粒，粒径均一，化学稳定性高，具有良好的应用前景。

本发明的一种功能型吸附剂的制备方法，包括：

(1)将400～600mg磁性纳米颗粒分散在80ml乙醇和20ml蒸馏水的混合溶液中，然后与1～2ml正硅酸四乙酯在碱性条件下于35～40℃进行反应20～24h，制得二氧化硅修饰的磁性纳米颗粒；然后与3～5ml硅烷偶联剂进行反应10～12h，得到表面含有双键的二氧化硅包覆的磁性纳米颗粒悬浮液；

(2)以4～6ml 40～50wt％的N-乙烯基己内酰胺NVCL为单体，10～12ml 5～6wt％的N，N-亚甲基双丙烯酰胺MBA为交联剂，10～12μl 0.5～0.6wt％四甲基乙二胺TEMED为加速剂，在60～70℃条件下，通过10～12ml 0.2～0.4wt％引发剂过硫酸铵APS的作用，与上述悬浮液反应5～7h，制得热敏性聚合物包覆的磁性二氧化硅复合颗粒。

所述步骤(1)中的碱性条件为pH＝8～10。

所述步骤(1)中的硅烷偶联剂为三氯乙烯基硅烷。

将制得的热敏性磁性复合颗粒投入到配制好的含有BSA的Na₂HPO₄-NaH₂PO₄缓冲液中进行吸附反应，反应时，1.5～2.0mg/ml BSA溶液，4～6ml 60～80wt％的热敏磁性复合吸附剂，摇床转速100r/min，35℃反应3h；反应结束后，在外磁场的作用下分离出吸附有BSA功能型吸附剂，再将其投入到Na₂HPO₄-NaH₂PO₄缓冲液中，将溶液温度降低于热敏性磁性复合颗粒的低临界溶解温度(LCST)，进行洗脱，即可得到所需的BSA。

通过改变吸附的条件，优化吸附的条件，选择最大限度吸附分离牛血清白蛋白(BSA)的条件。

有益效果

(1)本发明操作简便、反应温和，不会因为反应过度剧烈而使得蛋白质变性，样品来源方便，便于大规模提取纯化，所使用的聚N-乙烯基己内酰胺，无毒，具有良好的生物相容性，不会让蛋白质变性，当其包覆完磁性复合颗粒后，其LCST依旧接近于人体的生理温度；

(2)本发明所得到的功能性磁性复合颗粒，粒径均一，形态规整，比表面积大，化学稳定性高，具有一定的生物相容性，吸附蛋白质后，易于从反应体系中分离、蛋白质的吸附量高，且可回收反复的使用，能够有效的降低生产成本，具有良好的应用前景。