[发明专利]一种可选择性吸附牛血清蛋白的离子型水凝胶及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可选择性吸附牛血清蛋白的离子型水凝胶及其制备方法，其制备方法是：分别将模板分子牛血清蛋白、丙烯酰胺等溶解在一定量的去离子水中，然后加入甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和2‑丙烯酰氨基‑2‑甲基‑1‑丙烷磺酸搅拌得到预聚液，通入氮气除氧，加入四甲基乙二胺和过硫酸铵作为加速剂和氧化剂，然后迅速倒入到模具中，在15‑35℃下反应2‑12 h制备水凝胶材料，用去离子水洗去未反应的单体和模板，然后再用洗脱液十二烷基硫酸钠与乙酸的混合溶液洗脱模板分子，得到一种新型的离子型水凝胶。本发明制备的印迹水凝胶材料为毫米级凝胶薄膜，对牛血清蛋白具有良好的选择吸附能力，具有一定的再生使用性能。

技术领域

本发明属于功能高分子材料领域，具体涉及一种可选择性吸附牛血清蛋白的离子型水凝胶及其制备方法。

背景技术

蛋白质是组成人体一切细胞、组织的重要成分，机体所有重要的组成部分都需要有蛋白质的参与，是生命活动的主要承担者。近年来，医学界普遍认为疾病不单单是由某个基因或染色体的病变造成的，而是与血清中的一些蛋白质有着密切的关系。因此蛋白的分离和检测也成为了蛋白质研究的一项重要课题。分子印迹技术能够制备具有对目标分子具有专一识别的聚合物，其优点是成本低、材料合成方便、稳定性好，能够满足蛋白质分离的需求。分子印迹对于小分子的研究较为成熟，然而对于生物大分子如蛋白质、核酸等的研究远不如小分子印迹研究的深入，这主要取决于生物大分子的理化性质，因此对于像蛋白质这样的生物大分子的研究主要还处于探索阶段。蛋白质表面官能团和电荷分布复杂，研究电荷密度对蛋白质印迹吸附和识别的影响具有重要理论意义。聚丙烯酰胺水凝胶作为一种具有潜在生物特性的材料，被广泛应用于蛋白质印迹的基材。本申请以丙烯类带正负电荷单体为功能单体合成聚丙烯酰胺水凝胶材料，这种水凝胶对蛋白质具有良好的识别能力，同时利用分子印迹技术，产生记忆孔穴，从而更有利于蛋白质印迹材料与目标蛋白的结合，达到目标蛋白的识别和分离。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种可选择性吸附牛血清蛋白的离子型水凝胶及其制备方法。本发明制备的可选择性吸附牛血清蛋白的离子型水凝胶具有多孔网状结构，并且分子链上带有正负电荷基团，能够解决蛋白质在凝胶内部的传质问题以及提供多印迹识别位点，提高目标蛋白的识别能力。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种可选择性吸附牛血清蛋白的离子型水凝胶的制备方法，包括以下步骤：

（1）预聚液的制备：以牛血清蛋白为模板分子，将其溶于去离子水中，然后加入丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N, N′-亚甲基双丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶液和2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸溶液，搅拌溶解，制得预聚液；

（2）水凝胶材料的制备：往步骤（1）得到的预聚液中通氮气2-15 min，然后再加入四甲基乙二胺、过硫酸铵溶液，然后迅速倒入自制的模具中，进行聚合反应，制得水凝胶材料；

（3）将步骤（2）制得的凝胶取下，切块，然后用蒸馏水反复冲洗，除去未反应的单体和模板；

（4）然后往凝胶块中加入洗脱液，进行搅拌洗脱12-48 h，最后用大量的去离子水冲洗，得到印迹水凝胶材料。

步骤（1）中，牛血清蛋白的用量为：10-70mg，去离子水的用量为：0.8-4mL，丙烯酰胺的用量为：100-400mg，N-异丙基丙烯酰胺的用量为0-50mg，N, N′-亚甲基双丙烯酰胺的用量为：21-133mg，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵溶液的加入量为0-40μL，溶液浓度0.1-0.6 g/mL；2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸溶液的加入量为0-40μL，溶液浓度为0.1-0.6g/mL。

步骤（2）中，四甲基乙二胺的用量为5-20 μL；过硫酸铵溶液的加入量为40-120μL，该溶液的浓度为5-20wt%。