[发明专利]一种抗蛋白吸附毛细管电泳共价键合涂层柱的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及抗蛋白吸附毛细管电泳共价键合涂层柱的制备方法，确切的说是一种利用聚苯乙烯磺酸钠和感光聚合物重氮树脂的静电自组装和光固化交联反应在石英毛细管柱的内壁上构筑共价键合抗蛋白吸附涂层的方法。

背景技术

随着毛细管电泳技术在生命科学研究各领域的发展，对抗蛋白吸附毛细管电泳涂层柱的涂层性能要求也越来越高，理想的涂层应该是既保持了对毛细管壁的修饰作用，抑制蛋白质在管壁的吸附，又不会脱落给联用设备造成污染。与以物理或离子力吸附在毛细管内壁上的非共价键合涂层相比，通过共价键合的永久涂层在这方面的优势在于：共价键合的涂层寿命长、稳定性好、分离效率高、不易脱落给质谱仪等联用设备造成不必要的污染。

近年来，利用硅烷化试剂作为偶联剂所制备的抗蛋白吸附共价键合涂层柱在毛细管电泳中得到了广泛的应用。但其缺点在于：制备过程复杂，涉及毛细管硅烷化和引发单体聚合等多步反应；制备中所用硅烷化试剂的毒性很大，对溶剂中的水份十分敏感，易发生水解生成二氧化硅粒子而造成各种涂覆质量问题；毛细管内的聚合反应也很难控制，容易造成涂层的不均一性、不规整性、甚至阻塞毛细管。如：(1)Sun等在《Biochemical Engineering Journal》杂志2010，53，137-142报道了利用聚乙烯醇(PVA)和硅烷化试剂制备了抗蛋白吸附的毛细管电泳共价键合涂层柱。制作过程分为毛细管预处理、硅烷化试剂涂覆、引入含醛基功能分子，聚合物涂层缩醛化等多个步骤；(2)Timperman等在《Analytical Chemistry》杂志2006，78，4326-4333报道了利用含聚乙二醇(PEG)的硅烷化试剂制备了抗蛋白吸附的毛细管芯片电泳共价键合涂层柱。制备过程繁琐、耗时较长，所用的硅烷化试剂具有毒性、易水解、成本昂贵。聚苯乙烯磺酸钠(PSS)作为一种非共价键合涂层材料在毛细管电泳中也得到了一定的应用，如：(3)Schlenoff等在《Analytical Chemistry》杂志1999，71，4007-4013报道了利用PSS和甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC)通静电自组装的方法在毛细管内壁上制备了非共价键合的抗蛋白吸附涂层，但其缺点在于涂层无法通过共价键键合在毛细管内壁上，寿命短、稳定性差。

以上所列的毛细管电泳共价键合涂层柱的制备方法，普遍工艺流程复杂，操作条件苛刻，生产过程毒性较大，生产效率偏低，生产成本偏高，所制备抗蛋白吸附毛细管电泳共价键合涂层柱的质量不稳定，限制了它们在蛋白质分离分析中的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简化抗蛋白吸附毛细管电泳共价键合涂层柱的制备方法，解决制备工艺流程复杂、操作条件苛刻、生产过程毒性大、生产效率低、生产成本高、所制备抗蛋白吸附毛细管电泳共价键合涂层柱质量不佳的问题。

本发明的技术方案是：一种抗蛋白吸附毛细管电泳共价键合涂层柱的制备方法，其特征在于利用水溶性的感光重氮树脂作为一种带正电的偶联剂将带负电的聚苯乙烯磺酸钠通过静电相互作用层层自组装在石英毛细管柱的内壁上，经过紫外光照后重氮树脂同时与石英毛细管内壁上的硅羟基和聚苯乙烯磺酸钠的磺酸基发生光固化交联反应，从而在石英毛细管内壁上形成稳定的重氮树脂-聚苯乙烯磺酸钠复合结构共价键合涂层。

本发明所用的重氮树脂的分子量在400至100000，分子量太低，则自组装涂覆性能不佳，分子量太高则水溶性不好，优选的分子量为750至5000。

本发明所用的聚苯乙烯磺酸钠的分子量在5000至600000，分子量太低，则自组装涂覆性能不佳，分子量太高则水溶性不好，优选的分子量为10000至100000。

本发明所用的重氮树脂和聚苯乙烯磺酸钠水溶液的浓度均为0.01mg／ml至1000mg／ml，浓度太低，则自组装涂覆性能不佳，浓度太高则流动性变差，优选的浓度均为0.1mg／ml至100mg／ml。

本发明所用的重氮树脂-聚苯乙烯磺酸钠层层自组装的温度在1至50℃，自组装温度过低，则水溶液容易结冰，自组装温度过高则重氮树脂容易热解，优选的自组装温度在1至35℃。

本发明所用的重氮树脂-聚苯乙烯磺酸钠层层自组装复合结构涂层的层数在2至12层，层数太少，则抗蛋白吸附性能不佳，层数太多则生产效率降低，优选的层层自组装复合结构涂层的层数为2至8层。