[发明专利]离子液体功能化磁性纳米粒子及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种离子液体功能化磁性纳米粒子及其制备方法和应用。

背景技术

随着人类基因组计划的完成，生命科学研究迎来后基因组时代，蛋白质组学大门随之开启。由于蛋白质理化性质的特点导致不仅没有适用于大多数蛋白的通用研究技术，也没有像DNA一样的扩增技术，因而获得足够量的、高纯度的蛋白质非常困难。为了增加蛋白质制品纯度或比活性，提高蛋白质分离的效率、速度、收率和纯度，需要把目标蛋白质从细胞的全部其他成分特别是杂蛋白中分离出来，同时仍保留有多肽的生物学活性和化学完整性。目前蛋白质的分离技术主要集中于电泳分离和层析分离方面，但都有亟需完善的地方。近年来，生物技术的迅速发展对目标产品的分离纯化技术提出了更新和更高的要求。磁性无机物纳米颗粒主要是指由金属和二氧化硅等无机物基体与一些具有超顺磁性的纳米粒子组成，近年来，二氧化硅材料因其稳定的物理化学特性，良好的生物相容性，作为各种内核材料的保护性外壳显示出良好的应用前景。硅壳磁性纳米颗粒除了具备内核材料的超顺磁性外，其硅壳表面还引入了–NH₂、–COOH、–OH等多种具有生化活性的功能基团。利用其表面的功能基团，硅壳磁性纳米颗粒可以结合各种功能分子，如抗体、DNA、蛋白质等，因而，硅壳磁性纳米颗粒作为新型蛋白质分离介质在生物分离领域具有广阔的应用前景。近年来，离子液体引起了广泛的关注，在催化，电化学分析，分离技术方面都有十分创新的应用。选择N-甲基咪唑为原料，与修饰有氯丙基的壳核磁性纳米粒子表面进行反应形成离子液体功能化磁性纳米粒子，从而得到以甲基咪唑离子液体作为功能化基团的磁性纳米分离材料。目前离子液体功能化磁性粒子应用于蛋白质分离的研究还未见报道，通过该功能粒子对蛋白质的选择性电性作用和络合作用，可以根据蛋白质的酸碱性和是否具有血红基团，实现对血红蛋白和其他蛋白质的高选择性和高吸附量的分离和提纯。通过粒子磁性可在外加磁场下进行磁球和底液的快速分离，实现完全回收和重复利用，环保经济，实用价值高。

发明内容

本发明的目的是提供一种离子液体功能化磁性纳米粒子及其制备方法和应用，是在磁性纳米粒子上键合咪唑离子液体，获得离子液体功能化磁性纳米粒子产品，并实现在蛋白质分离方面的应用。

本发明所述的离子液体功能化磁性纳米粒子，其结构式为：

其中，代表Fe₃O₄磁性纳米粒子；代表SiO₂硅壳；代表包覆SiO₂硅膜的Fe₃O₄磁性纳米粒子；

R₁选自C₁-C₁₆烷基、Cl或Br，R₂选自H或CH₄；

或R₁选自C₁-C₆烷基，R₂选自C₂-C₅烷基；

或R₁=NH₂，R₂选自H、C₁-C₃烷基或NH₂；

或R₁=OH，R₂选自H或C₁-C₂烷基；

或R₁=Ph，R₂选自H或C₁-C₄烷基；

或R₁=COOH，R₂选自H或CH₄；

或R₁选自C₁-C₁₂烷基，R₂=Ph；

或R₁选自C₁-C₄烷基，R₂=COOH；

或R₁选自C₁-C₄烷基，R₂选自Cl，Br或I；

或