[发明专利]多组分嵌段亲水共聚物‑硅胶杂化色谱填料的制备及应用

说明书

技术领域

本发明涉及材料化学领域，特别是一种多组分嵌段亲水共聚物-硅胶杂化色谱填料的制备及应用。

背景技术

蛋白质的糖基化修饰是最为常见也是最为复杂的翻译后修饰之一，在生物体内调节着许多重要的生理功能，如蛋白质的转运、定位和相互作用，以及细胞间的识别和信息传递等。目前的研究已经表明，蛋白质糖基化表达水平及糖基化程度的异常与许多肿瘤的发生发展密切相关。当前通过对部分糖蛋白功能的研究以及糖基化位点的指认，许多糖蛋白质或糖链已经成为疾病诊断标志物和新药研发的靶点。美国FDA批准的肿瘤诊断标志物中50%为糖蛋白，如乳腺癌中的CD44、卵巢癌中的CA125、胰腺癌中的CA19-9等。目前市场中已经出现一系列以糖蛋白为靶标的治疗药物及诊断试剂盒，如美国罗氏公司生产的治疗禽流感的特效药达菲和诊断恶性肝癌的岩藻糖化甲胎蛋白试剂盒等。鉴于此，对糖蛋白系统的定性定量分析，将有助于研究肿瘤转移的分子机制，并对研发新的肿瘤诊断标志物及治疗靶标提供理论支持。

然而目前以生物质谱为主要研究手段的糖蛋白质组学研究还面临着一系列问题，主要是由于糖基化蛋白质、糖肽不仅丰度低、质谱响应差，而且糖链结构复杂、糖链组成存在微不均一性等，导致质谱鉴定极为困难，限制了糖蛋白质组学研究的发展。因此在质谱检测前将糖基化蛋白质或糖肽从复杂生物环境中选择性富集出来，已经成为研究糖蛋白研究的必要前提。目前常用的糖蛋白、糖肽富集方法有：酰肼富集法、凝集素亲和色谱法与亲水色谱法等。酰肼富集法主要是利用氧化剂将糖蛋白的糖链羟基氧化为醛基后再利用其与酰肼基团的共价结合选择性富集糖蛋白、糖肽。然而该方法中的氧化步骤会破坏糖链的原始结构，影响下游对糖链的结构解析和功能研究。凝集素是一类可与特定糖型结合的蛋白质，凝集素亲和色谱法主要是利用不同类型的凝集素与带有相应糖型的糖蛋白、糖肽的结合，选择性富集带有特定糖型的糖蛋白和糖肽。但由于凝集素与糖链的亲和力低，选择性一般，因此富集效率偏低。亲水相互作用色谱法是一种以极性固定相以及含高浓度极性有机溶剂和低浓度水溶液为流动相的色谱模式，利用样本中不同物质在固定相和流动相中的分配差异实现待分析物的有效分离和富集。该方法应用于糖蛋白/糖肽的分离、富集时，主要是利用糖链结构较强的极性和亲水性来实现糖蛋白/糖肽在固定相上的有效保留。原子转移自由基聚合法（Atom Transfer Radical Polymerization, ATRP）是Matyjaszewski K.教授小组于1995年提出的一种可控自由基聚合法，十余年以来得到了国际学术界和工业界的广泛关注。ATRP方法具有产物共聚物结构可控性好、分子量分布窄、适用单体范围广、反应条件要求适中等特点，特别适合制备序列可控的多组分嵌段共聚物。连续表面引发原子转移自由基聚合法（SI-ATRP）是将ATRP引发剂固定于材料表面后，原位引发共聚物生长的一种方法，现已广泛应用于材料的表面修饰与功能化。该方法通过顺序引入不同种类的聚合单体，从而制备出序列可控的多组分嵌段共聚物链。

发明内容

本发明的目的是要提供一种多组分嵌段亲水共聚物-硅胶杂化色谱填料的制备及应用。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种多组分嵌段共聚物-硅胶杂化色谱填料的制备方法，包括如下步骤：

1）在氮气或氩气气氛中，将硅烷偶联剂和缚酸剂于冰浴中反应30min后，再加入ATRP引发剂混匀于25-80℃进行反应30min-8小时，反应完毕得到所述SI-ATRP引发剂；

2）利用SI-ATRP引发剂上的硅烷偶联剂与硅胶填料表面的硅羟基发生脱水反应生成硅氧键共价连接，从而将SI-ATRP引发剂固定在硅胶填料表面上；

3）以2-甲基丙烯酸3-葡萄糖氨基丙酯（GMAG）、2-甲基丙烯酸3-甘露糖氨基丙酯（GMAM）、[2-(甲基丙烯酰基氧基)乙基]二甲基-(3-磺酸丙基)氢氧化铵(SBMA)为聚合单体，将三种聚合单体中的任意一种，氯化亚铜为催化剂，1，1，4，7，7-五甲基二亚乙基三胺为配体按照摩尔比400-100：1：1-3的比例与固定了SI-ATRP引发剂的硅胶填料加入有机溶剂中，超声处理使其溶解并混合均匀，将反应液与表面已固定了SI-ATRP引发剂的硅胶填料混合，在氮气或氩气气氛下于室温在硅胶填料的表面原位引发ST-ATRP反应0.5-24时；反应完成后用有机溶剂清洗2-3次去除剩余反应物，通过离心方式回收得到共聚物1-硅胶杂化填料；