[发明专利]蛋白功能化磁性复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开蛋白功能化磁性复合材料及其制备方法和应用，以四氧化三铁磁性微球为核，以水解产生的二氧化硅和N‑三甲氧基硅丙基‑N,N,N‑三甲基氯化铵为壳，自组装BSA即可。本发明以自组装技术和纳米科学为牵引，将手性主体分子自组装在功能化磁性复合材料表面。以应用为向导来设计和制备材料，构建相应组装路线，这一动态有序自组装方法可有效避免空间无序排列和分布不均匀等现象，有利于规模化制备；而且根据手性主体分子结构特点，通过自组装方式将手性主体负载在磁性材料表面，方法简单、负载容量高，具有巨大的应用前景。

技术领域

本发明属于功能材料和手性分离技术领域，更加具体地说，涉及一种自组装型蛋白功能化磁性复合材料和制备方法及其在手性分离中的应用。

背景技术

手性化合物的两个对映异构体除了旋光性外具有相同的物力和化学性质，但是其生化和药理活性却往往不同，甚至有相反的作用。因此，研究手性分离技术对于医药工业、生命科学都具有十分重要的意义。手性拆分技术主要包括机械拆分、优先结晶、化学拆分、酶拆分、膜分离和色谱拆分等多种拆分方法。其中液相色谱手性固定相拆分法被认为是最具有优势的光学异构体拆分方法，目前已经开发了多种手性固定相，按照手性固定相的结构，可分为蛋白质型、刷型/Prikle型、多糖衍生物型、大环抗生素型、配体交换型和环糊精型等。按照手性选择剂在载体上的固定方式，可分为键合型和涂覆型两类。随着现代科学技术的发展，人们对手性化合物不同生物活性的认识越来越深刻，对单一对映体的需求量不断增加，对纯度的要求也越来越高。常规的色谱手性分离技术虽然应用广泛、操作条件温和、分离效率高，但处理量小、放大成本高，多适用于分析和检测。因此，研究新型手性识别材料和高效快速手性分离技术，具有广阔的应用前景。但是手性分离技术的发展更侧重于新技术新材料的研究，手性选择剂在载体上的固定方式，还是主要为键合型和涂覆型两类。键合型固定方式作用力强，稳定性高，但是反应过程复杂且不易达到较高键合率，而且容易破坏手性选择剂结构导致作用位点减少。涂覆型固定方式，操作简易，涂覆量高，能有效提高分离容量，但是不稳定，寿命较短，容易随着流动相流失，导致分离效率下降。

纳米材料的研究已经成为当今国际上的前沿研究课题，其在分析化学领域已有广泛的用途，在手性识别领域也显示了十分诱人的应用前景。纳米颗粒具有高比表面且易于修饰，作为手性选择剂载体，可以起到提高柱容量或信号放大的作用。纳米材料在手性识别领域的研究取得了越来越多的关注，但是多数纳米材料在溶液中难于实现固液分离的不足大大限制了其应用范围。而磁性纳米颗粒具有纳米材料特有的小尺寸效应、表面效应等性质，还具有独特的磁性能，在外加磁场作用下可以快速聚集从而实现固液分离，因此在催化、生物分离和医学等领域得到了广泛应用。研究新型功能化磁性纳米材料及其复合材料的制备和应用，已经引起了科研工作者的广泛兴趣。近年来，通过表面修饰手性选择剂制得的功能化磁性纳米在手性分离领域显示了巨大的应用潜力。

自组装是指系统的构筑元素(如分子)在不受外力借助下，通过非共价键作用自发的形成有序结构的过程，是创造具有多层次结构与功能的新材料的重要途径，是国际学术前沿研究领域。分子自主装技术通过分子间弱相互作用力及其协同效应，形成有序分子聚集体如自组装膜，这里的弱相互作用力包括氢键、范德华力、疏水作用、π-π相互作用、阳离子-π相互作用等。

发明内容

本发明的目的在于克服现有手性固定相材料的稳定性和负载量的不足，提供蛋白功能化磁性复合材料及其制备方法和应用，以磁性纳米材料为手性选择剂载体，结合自主装技术为固定方式来制备蛋白功能化磁性复合材料,该材料可应用于手性化合物进行快速、高效手性分离。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现。

蛋白功能化磁性复合材料，以四氧化三铁磁性微球为内核，以二氧化硅为外壳并进行表面季铵修饰，再以牛血清白蛋白(BSA)进行自组装，按照下述步骤进行制备：

步骤1，合成磁性四氧化三铁纳米粒子(参考中国发明专利，申请号200410009788.9)