[发明专利]一种金属螯合聚苯乙烯纳米球及其制备方法与应用

说明书

本发明属于高分子聚合物的技术领域，公开了一种金属螯合聚苯乙烯纳米球及其制备方法与应用。所述方法：1)羧基化聚苯乙烯纳米球的制备；2)将羧基化聚苯乙烯纳米球进行羧基活化，随后加入金属螯合剂进行反应，获得螯合剂修饰的纳米球；将螯合剂修饰的纳米球与金属盐反应，获得金属螯合聚苯乙烯纳米球；所述金属盐为溶于水的金属盐，具体包括铜盐，锌盐，钴盐或镍盐中的一种以上。本发明的方法简单，所制备的金属螯合聚苯乙烯纳米球比表面积大，粒径均一，约100nm；而且金属螯合聚苯乙烯纳米球能够快速从复杂生物体系分离纯化目标蛋白，分离出的目标蛋白纯度高，数量多。本发明的金属螯合聚苯乙烯纳米球用于蛋白质的分离纯化领域。

技术领域

本发明属于高分子聚合物的技术领域，具体涉及一种金属螯合聚苯乙烯纳米球及其制备方法与应用。

背景技术

固定化金属螯合亲和层析技术是近年来出现的一种新型亲和层析技术，主要用于生物大分子的分离。相对于传统的分离蛋白质技术，如凝胶过滤层析、吸附层析、离子交换层析等，亲和层析技术优点在于其在蛋白质的分离纯化过程中具有选择性和特异性，可以在某些复杂的环境中快速、简便、有针对性地得到纯度高的目标蛋白。正因如此，固定化金属螯合亲和层析技术越来越得到重视，除了应用在蛋白质检测、分离纯化外，还应用于蛋白质的定向固定、联用技术应用、蛋白质的复性与纯化、核酸的分离纯化、基因工程技术等。但目前现有的亲和层析技术存在蛋白质得率低、纯度低的问题。

本发明基于以上现状，制备了一种具有较大比表面积、尺寸大小可调控的金属螯合聚苯乙烯纳米球，该纳米颗粒粒径均一，表面光滑、呈现良好球形表面固定化大量金属离子。本发明先采用乳液聚合法，以苯乙烯为单体，丙烯酸为功能单体制备出羧基化聚苯乙烯纳米球，再利用氨三乙酸为金属螯合剂，将金属离子通过配位键固定化在纳米球表面。相比于传统的金属螯合亲和层析，本发明制备的金属螯合聚苯乙烯纳米球与蛋白质的结合量较大、分离得到蛋白质纯度较高。

发明内容

本发明针对传统镍柱对生物复杂体系中蛋白质纯化度不高，结合量少等问题，提供了一种金属螯合聚苯乙烯纳米球及其制备方法。本发明采用乳液聚合法制备了羧基化聚苯乙烯纳米微球，然后通过金属螯合剂的作用，将金属离子通过配位键固定在纳米球表面，从而获得金属螯合聚苯乙烯纳米球。该纳米颗粒比表面积大，粒径均一，表面光滑、呈现良好球形表面固定化大量金属离子。

本发明的另一目的在于提供上述金属螯合聚苯乙烯纳米球的应用。所述金属螯合聚苯乙烯纳米球用于蛋白质的分离纯化领域，对蛋白质进行分离纯化，特别是生物体系中蛋白质的分离纯化。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种金属螯合聚苯乙烯纳米球的制备方法，包括以下步骤：

(1)羧基化聚苯乙烯纳米球的制备

(2)将羧基化聚苯乙烯纳米球进行羧基活化，随后加入金属螯合剂进行反应，获得螯合剂修饰的纳米球；将螯合剂修饰的纳米球与金属盐反应，获得金属螯合聚苯乙烯纳米球。

所述金属螯合剂为氨三乙酸及其盐，乙二胺四乙酸及其盐，二亚乙基三胺五乙酸及其盐中一种以上。

所述金属盐为溶于水的金属盐，具体包括铜盐，锌盐，钴盐或镍盐中的一种以上；所述铜盐为氯化铜、硫酸铜或硝酸铜；所述锌盐为氯化锌、硫酸锌或硝酸锌；所述钴盐为氯化钴；所述镍盐为氯化镍。

所述金属螯合剂的用量为羧基化聚苯乙烯纳米球质量的1～10％，加入金属螯合剂进行反应的反应时间12～24h，反应温度为20～30℃；所述金属盐的用量为羧基化聚苯乙烯纳米球中羧基摩尔量的1倍以上，优选羧基摩尔量≤金属盐中金属离子的摩尔量与金属离子所带电荷数的乘积值；螯合剂修饰的纳米球与金属盐反应的时间为1～12h。