[发明专利]一种β-环糊精臂凝集素磁性材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种β‑环糊精臂凝集素磁性材料及其制备方法和应用，属于凝集素磁性材料制备方法技术领域。该方法通过乙二胺和氯乙酸分别对β‑环糊精进行6位和2位取代修饰，得到单6‑氨基‑2‑羧基环糊精；通过溶剂热方法，以柠檬酸钠为稳定剂制备羧基化四氧化三铁；利用酰胺化反应将单6‑氨基‑2‑羧基环糊精和羧基化四氧化三铁整合，得环糊精臂磁性四氧化三铁；将反应产物与ConA(伴刀豆球蛋白A)凝集素化学偶联，制得β‑环糊精臂凝集素磁性材料；本发明利用凝集素的特异性以及β‑环糊精的亲水性，富集具有独特聚糖结构的N‑糖蛋白，通过外磁场将N‑糖蛋白从混合蛋白质样品中分离出来，有利于N‑糖蛋白的检测分析。

技术领域

本发明属于凝集素磁性材料制备方法技术领域，具体涉及一种β-环糊精臂凝集素磁性材料及其制备方法和应用。

背景技术

蛋白质糖基化是最普遍的翻译后修饰类型之一，在真核生物的各种生理过程中起着关键作用。据报道，糖基化异常与多种疾病如癌症，类风湿病等有关。然而，糖蛋白的直接监测受到阻碍，因为糖蛋白仅以微米级尺度存在于由10个数量级的数千种蛋白组成的复杂生物样品中。因此，有效分离富集是成功检测和分析糖蛋白的重要前提。

近年来，已经研发了多种糖蛋白分离富集策略，包括酰肼化学、硼酸化学、凝集素亲和化学等。其中凝集素的亲和化学引起广泛关注。凝集素是由一组的特异性蛋白质组成的，对不同聚糖具有独特的亲和力。凝集素通常被固定在不同的基质上，包括琼脂糖、聚合物、二氧化硅和磁性纳米粒子(MNPs)。由于MNPs易制备、无毒害以及具有良好生物相容性和快速磁响应性的优点，其在分离富集领域中应用广泛。基于MNPs的凝集素材料已经成功用于糖蛋白的分离富集。然而，仅依靠聚糖和凝集素之间的特异性亲和作用来富集糖蛋白是远远不够的。由于相关的聚糖部分具有广泛的亲水性，因此糖蛋白通常比其他蛋白质更具亲水性。因此，糖蛋白与富集材料之间的亲水相互作用对于捕获糖蛋白也是必要的。但是令人失望的是，很少有研究报道基于凝集素的磁性材料具有优异的亲水性和特异性，可以从复杂的生物样品中富集糖蛋白。因此，具有亲水性和特异性协同作用的凝集素磁性材料的研发受到关注。

发明内容

本发明的目的是提供一种β-环糊精臂凝集素磁性材料及其制备方法和应用，该磁性材料通过外磁场将N-糖蛋白从混合蛋白质样品中分离出来。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种β-环糊精臂凝集素磁性材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将对甲苯磺酰氯溶液滴加到β-环糊精的碱性溶液中，在0-4℃下剧烈搅拌3-6h，得到对甲苯磺酰基单取代的β-环糊精(OTs-CD)；

步骤二：将步骤一得到的对甲苯磺酰基单取代的β-环糊精加到还原剂中，70-80℃油浴反应4h-24h，得到2位单取代的氨基β-环糊精(2-NH₂-CD)；

步骤三：将步骤二得到的2-NH₂-CD、ClCH₂COOH、H₂O和NaOH混合并搅拌至溶解，得到单2-NH₂-6-COOH-CD；

步骤四：将FeCl₃·6H₂O、NaAc和Na₃C₆H₅O₇·2H₂O混合搅拌均匀后，在160-200℃反应12-16h，得到羧基化MNPs；

步骤五：将EDC、NHS溶于羧基化MNPs溶液中，超声分散，调节pH至6-8，再加入2-NH₂-6-COOH-CD溶液反应，得到MNP-CD；

步骤六：将步骤五的MNP-CD溶解在缓冲溶液中，然后用EDC、NHS进行活化，再加入ConA溶液反应，得到β-环糊精臂凝集素磁性材料MNP-CD-ConA。